JP6257242B2 - Power generation control device - Google Patents
Power generation control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6257242B2 JP6257242B2 JP2013199600A JP2013199600A JP6257242B2 JP 6257242 B2 JP6257242 B2 JP 6257242B2 JP 2013199600 A JP2013199600 A JP 2013199600A JP 2013199600 A JP2013199600 A JP 2013199600A JP 6257242 B2 JP6257242 B2 JP 6257242B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power generation
- fuel cell
- vehicle
- amount
- additional amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Description
本発明は、燃料電池の発電を制御する発電制御装置に関する。 The present invention relates to a power generation control device that controls power generation of a fuel cell.
燃料電池は、たとえば、固体高分子膜の両側にアノード(燃料極)およびカソード(酸素極)を貼り合わせて一体化した膜/電極接合体を備えている。アノードにヒドラジンなどの燃料が供給されるとともに、カソードに空気が供給されると、発電反応が生じ、アノードとカソードとの間に起電力が発生する。 The fuel cell includes, for example, a membrane / electrode assembly in which an anode (fuel electrode) and a cathode (oxygen electrode) are bonded together on both sides of a solid polymer membrane. When fuel such as hydrazine is supplied to the anode and air is supplied to the cathode, a power generation reaction occurs and an electromotive force is generated between the anode and the cathode.
この燃料電池における発電は、燃料電池が発生する電力を使用する負荷からの要求電力に基づいて制御される。たとえば、燃料電池がモータを走行用駆動源とする車両に搭載される場合、モータの出力(負荷)に応じた要求電力が車両側から燃料電池の制御装置に入力される。そして、制御装置により、その要求電力に応じた発電量が設定され、その発電量の電力が燃料電池から出力されるように、燃料電池における発電が制御される。 The power generation in this fuel cell is controlled based on the required power from the load that uses the power generated by the fuel cell. For example, when the fuel cell is mounted on a vehicle having a motor as a driving source for traveling, the required power corresponding to the output (load) of the motor is input from the vehicle side to the control device of the fuel cell. Then, the power generation amount corresponding to the required power is set by the control device, and the power generation in the fuel cell is controlled such that the power generation amount is output from the fuel cell.
燃料電池の出力応答性、つまり負荷の変動に対する発電出力の応答性が低いため、車両発進時などの負荷(要求電力)の急増時に、燃料電池の発電出力がそれに追従せず、発電出力が要求電力に対して不足する。この電力の不足分は、車両に搭載された二次電池からモータに供給される。そのため、二次電池に大きな容量が必要となる。 Fuel cell output responsiveness, that is, power generation output responsiveness to load fluctuations, is low, so when the load (required power) suddenly increases, such as when starting a vehicle, the fuel cell power generation output does not follow it, and power generation output is required. Lack of electricity. This shortage of power is supplied to the motor from a secondary battery mounted on the vehicle. Therefore, a large capacity is required for the secondary battery.
本発明の目的は、車両の走行開始時の負荷変動に対する燃料電池の発電出力の遅れを小さくすることができる、発電制御装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the electric power generation control apparatus which can make small the delay of the electric power generation output of a fuel cell with respect to the load fluctuation at the time of the driving | running | working start of a vehicle.
前記の目的を達成するため、本発明に係る発電制御装置は、燃料電池を搭載した車両に適用される発電制御装置であって、燃料電池の発電量が車両からの要求電力に追従するように、燃料電池の発電を制御する通常発電制御手段と、車両の走行開始に先立って行われる所定の操作を検出する操作検出手段と、操作検出手段により所定の操作が検出されたことに応答して、燃料電池の発電量が車両からの要求電力に所定の追加量を加えた発電量に追従するように、燃料電池の発電を制御する準備発電制御手段とを含む。 In order to achieve the above object, a power generation control device according to the present invention is a power generation control device applied to a vehicle equipped with a fuel cell so that the power generation amount of the fuel cell follows the required power from the vehicle. In response to the detection of the predetermined operation by the operation detection means, the normal power generation control means for controlling the power generation of the fuel cell, the operation detection means for detecting a predetermined operation performed prior to the start of traveling of the vehicle, And power generation control means for controlling the power generation of the fuel cell so that the power generation amount of the fuel cell follows the power generation amount obtained by adding a predetermined additional amount to the required power from the vehicle.
この構成によれば、通常時は、燃料電池の発電量が車両からの要求電力に追従するように、燃料電池の発電が制御される。車両の走行開始に先立って行われる所定の操作が行われると、燃料電池の発電量が車両からの要求電力に所定の追加量を加えた発電量に追従するように、燃料電池の発電が制御される。これにより、車両の走行開始前に、燃料電池の発電量が通常時よりも増え、要求電力の増大に対する準備がなされる。そのため、車両の走行開始(負荷変動)に伴う要求電力の増大に対する燃料電池の発電出力の遅れを小さくすることができる。その結果、要求電力に対する燃料電池の発電出力の不足が少なくなるので、その不足を補うための二次電池から負荷への電力の供給量を少なくすることができ、二次電池の容量を小さくすることができる。二次電池の容量を小さくすることにより、二次電池のコストを低減することができる。 According to this configuration, during normal times, the power generation of the fuel cell is controlled so that the power generation amount of the fuel cell follows the required power from the vehicle. When a predetermined operation is performed prior to the start of vehicle travel, the power generation of the fuel cell is controlled so that the power generation amount of the fuel cell follows the power generation amount obtained by adding a predetermined additional amount to the required power from the vehicle. Is done. As a result, before the vehicle starts to travel, the amount of power generated by the fuel cell increases from the normal time, and preparations are made for an increase in required power. Therefore, it is possible to reduce the delay in the power generation output of the fuel cell with respect to the increase in required power accompanying the start of vehicle travel (load fluctuation). As a result, the shortage of the power generation output of the fuel cell with respect to the required power is reduced, so the amount of power supplied from the secondary battery to the load to compensate for the shortage can be reduced, and the capacity of the secondary battery is reduced. be able to. By reducing the capacity of the secondary battery, the cost of the secondary battery can be reduced.
所定の操作は、車両の停車状態における駆動レンジへのシフトチェンジ操作であってもよい。このシフトチェンジ操作が行われると、車両の走行開始が予測されるので、燃料電池の発電量が増やされることにより、車両の走行開始に伴う要求電力の増大に対する燃料電池の発電出力の遅れを小さくすることができる。 The predetermined operation may be a shift change operation to a drive range when the vehicle is stopped. When this shift change operation is performed, the start of vehicle travel is predicted, so the amount of power generated by the fuel cell is increased, thereby reducing the delay in the power generation output of the fuel cell relative to the increase in required power accompanying the start of vehicle travel. can do.
所定の操作は、車両の停車状態におけるブレーキ操作であってもよい。このブレーキ操作が行われると、その後にシフトチェンジ操作が行われることが予測されるので、燃料電池の発電量が増やされることにより、車両の走行開始に伴う要求電力の増大に対する燃料電池の発電出力の遅れを小さくすることができる。 The predetermined operation may be a brake operation when the vehicle is stopped. When this braking operation is performed, it is predicted that a shift change operation will be performed after that, so that the power generation amount of the fuel cell is increased, so that the power generation output of the fuel cell with respect to the increase in required power accompanying the start of traveling of the vehicle Can be reduced.
車両の停車状態におけるブレーキ操作が行われた後、シフトチェンジ操作が行われた場合に、燃料電池の発電量がさらに追加されてもよい。これにより、車両の走行開始に伴う要求電力の増大に対する燃料電池の発電出力の遅れをさらに小さくすることができる。 When a shift change operation is performed after the brake operation is performed while the vehicle is stopped, the power generation amount of the fuel cell may be further added. Thereby, the delay of the power generation output of the fuel cell with respect to the increase in required power accompanying the start of traveling of the vehicle can be further reduced.
本発明によれば、車両の走行開始時の負荷変動に対する燃料電池の発電出力の遅れを小さくすることができる。その結果、要求電力に対する燃料電池の発電出力の不足が少なくなり、その不足を補うための二次電池から負荷への電力の供給量を少なくすることができるので、二次電池の容量を小さくすることができる。二次電池の容量を小さくすることにより、二次電池のコストを低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the delay in the power generation output of the fuel cell with respect to the load fluctuation at the start of traveling of the vehicle. As a result, the shortage of the power generation output of the fuel cell with respect to the required power is reduced, and the amount of power supplied from the secondary battery to the load to compensate for the shortage can be reduced, so the capacity of the secondary battery is reduced. be able to. By reducing the capacity of the secondary battery, the cost of the secondary battery can be reduced.
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る発電制御装置が適用される燃料電池システムの構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of a fuel cell system to which a power generation control device according to an embodiment of the present invention is applied.
燃料電池システム1は、たとえば、モータを走行用駆動源として搭載した車両(自動車)に搭載される。燃料電池システム1は、液体燃料電池2、燃料循環機構3および給排気機構4を備えている。
The
液体燃料電池2は、所定数(たとえば、100〜200)のセルが一方向に積層された、いわゆるセルスタックを有している。各セルは、膜/電極接合体(MEA:Membrane Electrode Assembly)、膜/電極接合体の両側に配置されたセパレータ、および膜/電極接合体と各セパレータとの間に介在されたガス拡散層(GDL:Gas Diffusion Layer)を備えている。
The
膜/電極接合体は、固体高分子膜11の両側にアノード(燃料極)12およびカソード(酸素極)13を貼り合わせて一体化したものである。固体高分子膜11は、たとえば、アニオン(OH−)を透過させる性質を有する。
The membrane / electrode assembly is obtained by integrating an anode (fuel electrode) 12 and a cathode (oxygen electrode) 13 on both sides of a
セパレータの両面には、たとえば、葛折り状に屈曲した凹溝(図示せず)が形成されている。アノード12に対向する凹溝は、燃料流路として形成されている。燃料流路の一端および他端は、それぞれ燃料入口14および燃料出口15に接続されている。膜/電極接合体のカソード13に対向する凹溝は、エア流路として形成されている。エア流路の一端および他端は、それぞれエア入口16およびエア出口17に接続されている。
On both surfaces of the separator, for example, concave grooves (not shown) that are bent in a twisted manner are formed. The concave groove facing the
液体燃料電池2の出力端子(集電板)には、昇圧コンバータ5が接続されている。昇圧コンバータ5は、液体燃料電池2の出力電圧を車両に搭載された駆動電池(二次電池)6の充電電圧に昇圧する。また、昇圧コンバータ5には、降圧コンバータ7が接続されている。降圧コンバータ7は、昇圧コンバータ5または駆動電池6から出力される電圧を車両に搭載された補機電池8の充電電圧に降圧する。
A
燃料循環機構3には、燃料供給タンク21、循環燃料タンク22および気液分離器23が含まれる。
The fuel circulation mechanism 3 includes a
燃料供給タンク21には、電解液と混合されていない液体燃料(たとえば、常温のヒドラジン)が貯留されている。燃料供給タンク21には、燃料補給管24の一端が接続されている。燃料補給管24の他端は、循環燃料タンク22に接続されている。燃料補給管24の途中部には、燃料供給ポンプ25が介装されている。
The
循環燃料タンク22には、液体燃料が電解液(たとえば、水酸化カリウム水溶液)と混合された状態で貯留されている。循環燃料タンク22には、燃料供給管26の一端が接続されている。燃料供給管26の他端は、液体燃料電池2の燃料入口14に接続されている。燃料供給管26の途中部には、燃料循環ポンプ27が介装されている。
In the circulating
なお、以下では、特に言及がない限り、電解液と混合された状態の液体燃料を「液体燃料」という。 Hereinafter, the liquid fuel in a state of being mixed with the electrolytic solution is referred to as “liquid fuel” unless otherwise specified.
液体燃料電池2の燃料出口15には、燃料排出管28の一端が接続されている。燃料排出管28の他端は、気液分離器23に接続されている。
One end of a
気液分離器23の底部には、燃料帰還管29の一端が接続されている。燃料帰還管29の他端は、循環燃料タンク22に接続されている。また、気液分離器23の上部には、パージ管30の一端が接続されている。パージ管30の途中部には、パージ電磁弁31が介装されている。
One end of a
給排気機構4には、エアコンプレッサ41、気液分離器42および排ガス処理器43が含まれる。
The air supply / exhaust mechanism 4 includes an
エアコンプレッサ41の吸込口には、吸気管44の一端が接続されている。
One end of an
エアコンプレッサ41の吐出口には、エア供給管45の一端が接続されている。エア供給管45の他端は、液体燃料電池2のエア入口16に接続されている。
One end of an
液体燃料電池2のエア出口17には、エア排出管46の一端が接続されている。エア排出管46の他端は、気液分離器42に接続されている。
One end of an
気液分離器42の底部には、還流管47の一端が接続されている。還流管47の他端は、気液分離器23に接続されている。還流管47の途中部には、還流電磁弁48が介装されている。気液分離器42の上部には、パージ管49の一端が接続されている。パージ管49の途中部には、エア背圧調整弁50が介装されている。
One end of a
液体燃料電池2による発電のために、燃料循環ポンプ27が駆動される。燃料循環ポンプ27が駆動されると、循環燃料タンク22に貯留されている液体燃料が燃料供給管26に吸い出される。そして、燃料供給管26を液体燃料が流通し、その液体燃料が液体燃料電池2の燃料入口14から液体燃料電池2の燃料流路に供給される。
For power generation by the
また、液体燃料電池2による発電のために、エアコンプレッサ41が駆動される。エアコンプレッサ41が駆動されると、エア(大気)が吸気管44に取り込まれる。吸気管44に取り込まれたエアは、エアコンプレッサ41で圧縮されて、エアコンプレッサ41からエア供給管45に送り出される。そして、エア供給管45を流通するエアが液体燃料電池2のエア入口16から液体燃料電池2のエア流路に供給される。
Further, the
液体燃料電池2の燃料流路を液体燃料が流通し、エア流路をエアが流通すると、液体燃料電池2において、発電反応(電気化学反応)が生じ、その電気化学反応による起電力が発生する。
When liquid fuel flows through the fuel flow path of the
このとき、燃料排出管28には、未反応の液体燃料とともに、発電反応によって生成された気体(たとえば、窒素ガス)などが液体燃料電池2の燃料出口15から排出される。燃料排出管28に排出された液体燃料および気体は、燃料排出管28を流通し、気液分離器23に流入する。気液分離器23では、燃料排出管28から流入する液体燃料と気体とが分離される。
At this time, gas (for example, nitrogen gas) generated by the power generation reaction is discharged from the
脱気された液体燃料は、気液分離器23内の下部(底部)に集まり、気液分離器23から燃料帰還管29を通して循環燃料タンク22に戻る。
The degassed liquid fuel collects in the lower part (bottom part) of the gas-
こうして、液体燃料は、循環燃料タンク22、燃料供給管26、液体燃料電池2の燃料流路、燃料排出管28、気液分離器23および燃料帰還管29を含む燃料循環路を循環する。
Thus, the liquid fuel circulates in the fuel circulation path including the circulating
気液分離器23内で液体から分離された気体は、気液分離器23からパージ管30に流出し、パージ管30を排ガス処理器43に向けて流通する。そして、パージ管30を流通する気体は、排ガス処理器43を経由して、大気に放出される。気体が排ガス処理器43を経由することにより、気体から有害物質などが除去される。
The gas separated from the liquid in the gas-
液体燃料電池2のエア流路を流通したエアは、エア出口17からエア排出管46に排出される。
The air flowing through the air flow path of the
液体燃料電池2内では、水および液体燃料が膜/電極接合体のアノード12から固体高分子膜11を透過してカソード13に移動する、いわゆるクロスリークが発生する。そのため、エア排出管46に流出するエアには、そのクロスリークした液体燃料および水の蒸気が含まれる。
In the
エア排出管46に流出した気体は、エア排出管46を流通して、気液分離器42に流入する。気液分離器42では、エア排出管46から流入する気体とそのエアに含まれる液体とが分離される。
The gas flowing out to the
液体が除去された気体は、気液分離器42からパージ管49に流出し、パージ管49を排ガス処理器43に向けて流通する。そして、パージ管49を流通する気体は、排ガス処理器43を経由して、大気に放出される。気体が排ガス処理器43を経由することにより、気体から有害物質などが除去される。
The gas from which the liquid has been removed flows out from the gas-
一方、脱気された液体は、気液分離器42内の下部(底部)に集まる。還流電磁弁48が閉じられている間、その液体は、気液分離器42内の下部に溜められる。気液分離器42内に溜められた液体は、還流制御が実行されることにより、気液分離器42から循環燃料タンク22に液体を還流される。具体的には、還流制御では、エア背圧調整弁50の開度が小さくされて、気液分離器42内の圧力が通常よりも高められた状態で、還流電磁弁48が開かれる。気液分離器42内の液体は、気液分離器42内の圧力により、還流管47を通して、気液分離器23に送られる。気液分離器23に流入した液体は、気液分離器23内の下部(底部)に集まり、燃料帰還管29を流通して、燃料帰還管29から循環燃料タンク22に戻る。
On the other hand, the degassed liquid collects in the lower part (bottom part) in the gas-
燃料電池システム1の稼働中に、循環燃料タンク22に電解液と混合されていない液体燃料を補給する必要が生じると、燃料供給ポンプ25が駆動される。燃料供給ポンプ25が駆動されると、燃料供給タンク21から燃料補給管24を通して循環燃料タンク22に、電解液と混合されていない液体燃料が供給される。
When it becomes necessary to replenish the circulating
図2は、燃料電池システム1の電気的構成の要部を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing the main part of the electrical configuration of the
燃料電池システム1は、FC−ECU(電子制御ユニット)61を備えている。FC−ECU61は、たとえば、CPU62およびメモリ63を含むマイクロコンピュータで構成されている。
The
FC−ECU61には、燃料電池システム1に設けられた各種センサが接続されており、各種センサの検出信号が入力される。各種センサには、電流センサ64および電圧センサ65などが含まれる。電流センサ64は、液体燃料電池2から出力される電流値を検出する。電圧センサ65は、液体燃料電池2から出力される電圧値であるスタック電圧を検出する。
Various sensors provided in the
また、FC−ECU61は、車両に搭載されている車両ECU71と双方向に通信可能に接続されている。車両ECU71には、アクセル操作量(アクセルペダルの操作量)を検出するアクセルセンサ72、ブレーキ操作量(ブレーキペダルの操作量)を検出するブレーキセンサ73よびシフトポジションを検出するシフトセンサ74などが接続されており、アクセルセンサ72、ブレーキセンサ73およびシフトセンサ74の各検出信号が入力される。そして、車両ECU71は、その入力される検出信号に基づいて、車両の走行用駆動源であるモータから出力すべき目標トルクを設定し、目標トルクの出力に必要な要求電力をFC−ECU61に送信する。また、車両ECU71は、ブレーキ操作量およびシフトポジションなどの情報をFC−ECU61に送信する。
Further, the FC-
FC−ECU61は、車両ECU71から入力される要求電力および情報ならびに各種センサから入力される検出信号に基づいて、昇圧コンバータ5、降圧コンバータ7、燃料供給ポンプ25、燃料循環ポンプ27、パージ電磁弁31、エアコンプレッサ41、還流電磁弁48およびエア背圧調整弁50を制御する。
The FC-
図3Aおよび図3Bは、液体燃料電池2の発電を制御するための処理の流れを示すフローチャートである。
FIG. 3A and FIG. 3B are flowcharts showing the flow of processing for controlling the power generation of the
車両のイグニッションキースイッチがオンにされている間、FC−ECU61により、液体燃料電池2の発電制御のための処理が一定の制御周期で繰り返し実行される。
While the ignition key switch of the vehicle is on, the FC-
この処理では、まず、FC−ECU61は、液体燃料電池2の発電量が車両ECU71から入力される要求電力に追従するように、燃料供給ポンプ25、燃料循環ポンプ27およびエアコンプレッサ41の各能力ならびにパージ電磁弁31、還流電磁弁48およびエア背圧調整弁50の各開度を調整したうえで、昇圧コンバータ5を制御する(ステップS1:通常発電制御)。
In this process, first, the FC-
なお、以下では、液体燃料電池2の発電量を調整するために、燃料供給ポンプ25、燃料循環ポンプ27およびエアコンプレッサ41の各能力ならびにパージ電磁弁31、還流電磁弁48およびエア背圧調整弁50の各開度を調整し、昇圧コンバータ5を制御することを「液体燃料電池2の発電を制御する」という。
Hereinafter, in order to adjust the power generation amount of the
次に、FC−ECU61は、車両が停車中であるか否かを判定する(ステップS2)。FC−ECU61は、たとえば、車速が0である場合に、車両が停車中であると判定してもよいし、シフトポジション(シフトレンジ)がPレンジである場合に、車両が停車中であると判定してもよい。
Next, the FC-
なお、車両に無段変速機が搭載されている場合を例にとるが、無段変速機に限らず、有段変速機が車両に搭載されていてもよい。 In addition, although the case where the continuously variable transmission is mounted in the vehicle is taken as an example, not only the continuously variable transmission but also a stepped transmission may be mounted on the vehicle.
車両が停車中でない場合(ステップS2のNO)、図3Aおよび図3Bに示される処理が終了され、当該処理が再び開始される。 When the vehicle is not stopped (NO in step S2), the process shown in FIGS. 3A and 3B is terminated, and the process is started again.
車両が停車中である場合(ステップS2のYES)、FC−ECU61は、現在のシフトポジションが駆動レンジ(Dレンジ、2レンジ、LレンジまたはRレンジ)であるか否かを判定する(ステップS3)。
If the vehicle is stopped (YES in step S2), the FC-
車両が停車中であって、シフトポジションが駆動レンジである場合(ステップS3のYES)、車両の走行が開始されることが予測されるので、FC−ECU61は、液体燃料電池2の発電量が車両ECU71から入力される要求電力に所定の追加量Aを加えた発電量に追従するように、液体燃料電池2の発電を制御する(ステップS4)。
When the vehicle is stopped and the shift position is in the drive range (YES in step S3), it is predicted that the vehicle will start traveling. Therefore, the FC-
その後、FC−ECU61は、車両のブレーキがオフ(ブレーキ操作量が0)であるか否かを判定する(ステップS5)。
Thereafter, the FC-
そして、車両が停車中であって、シフトポジションが駆動レンジであり、かつ、ブレーキがオフである場合(ステップS5のYES)、運転者によりアクセルペダルが直ちに操作されて、車両の走行が開始されることが予測されるので、FC−ECU61は、液体燃料電池2の発電量が車両ECU71から入力される要求電力に所定の追加量Cを加えた発電量に追従するように、液体燃料電池2の発電を制御する(ステップS6)。追加量Cは、追加量Aよりも大きい。
When the vehicle is stopped, the shift position is in the drive range, and the brake is off (YES in step S5), the accelerator pedal is immediately operated by the driver, and the vehicle starts to travel. Therefore, the FC-
ブレーキがオフでない場合、つまりブレーキがオンである場合(ステップS5のNO)、液体燃料電池2の発電量を車両ECU71から入力される要求電力に所定の追加量Aを加えた発電量に追従させる制御が継続される(ステップS6のスキップ)。
When the brake is not off, that is, when the brake is on (NO in step S5), the power generation amount of the
また、車両が停車中であって、シフトポジションが駆動レンジでない場合(ステップS3のNO)、FC−ECU61は、ブレーキがオンであるか否かを判定する(ステップS7)。
When the vehicle is stopped and the shift position is not in the drive range (NO in step S3), the FC-
ブレーキがオンでない場合、つまりブレーキがオフである場合(ステップSS7のNO)、図3Aおよび図3Bに示される処理が終了され、当該処理が再び開始される。 If the brake is not on, that is, if the brake is off (NO in step SS7), the processing shown in FIGS. 3A and 3B is terminated, and the processing is started again.
車両が停車中であって、シフトポジションが駆動レンジでなく、かつ、ブレーキがオンである場合(ステップS7のYES)、車両の走行が開始されることが予測されるので、FC−ECU61は、液体燃料電池2の発電量が車両ECU71から入力される要求電力に所定の追加量Bを加えた発電量に追従するように、液体燃料電池2の発電を制御する(ステップS8)。
If the vehicle is stopped, the shift position is not in the drive range, and the brake is on (YES in step S7), it is predicted that the vehicle will start running. The power generation of the
その後、FC−ECU61は、シフトポジションが駆動レンジ以外のレンジから駆動レンジにシフトチェンジされたか否かを判定する(ステップS9)。
Thereafter, the FC-
ブレーキがオンされた後、シフトポジションが駆動レンジにシフトチェンジされた場合(ステップS9のYES)、運転者によりアクセルペダルが直ちに踏み込まれて、車両の走行が開始されることが予測されるので、FC−ECU61は、液体燃料電池2の発電量が車両ECU71から入力される要求電力に所定の追加量Cを加えた発電量に追従するように、液体燃料電池2の発電を制御する(ステップS6)。追加量Cは、追加量Bよりも大きい。
When the shift position is shifted to the drive range after the brake is turned on (YES in step S9), it is predicted that the driver will immediately depress the accelerator pedal and start running the vehicle. The FC-
駆動レンジへのシフトチェンジがされていない場合(ステップS9のNO)、液体燃料電池2の発電量を車両ECU71から入力される要求電力に所定の追加量Bを加えた発電量に追従させる制御が継続される(ステップS6のスキップ)。
If the shift to the drive range has not been made (NO in step S9), control for causing the power generation amount of the
その後、図3Bに示されるように、FC−ECU61は、駆動電池6のSOC(State
Of Charge)が所定の閾値1を超えているか否かを判定する(ステップS10)。FC−ECU61は、車両のイグニッションキースイッチがオンにされている間、電流センサ64の検出信号を常に参照し、駆動電池6に入出力される電流量に基づいて、駆動電池6のSOCを繰り返し演算している。閾値1は、たとえば、駆動電池6への充電が制御上禁止されるSOCの上限値(制御上限値)に近い値に設定される。
Thereafter, as shown in FIG. 3B, the FC-
It is determined whether or not (Of Charge) exceeds a predetermined threshold value 1 (step S10). While the ignition key switch of the vehicle is turned on, the FC-
SOCが閾値1を超えている場合(ステップS10のYES)、つづいて、FC−ECU61は、駆動電池6から出力可能な電力が車両の発進に必要な電力(既知の値)以上であるか否かを判定する(ステップS11)。
When the SOC exceeds the threshold value 1 (YES in step S10), the FC-
そして、駆動電池6から出力可能な電力が車両の発進に必要な電力以上であれば(ステップS11のYES)、FC−ECU61は、液体燃料電池2の発電量の追加量A、追加量Bまたは追加量C分の増量をキャンセルし、液体燃料電池2の発電量が車両ECU71から入力される要求電力に追従するように、液体燃料電池2の発電を制御する(ステップS12)。
If the electric power that can be output from the
一方、駆動電池6から出力可能な電力が車両の発進に必要な電力未満であれば(ステップS11のNO)、FC−ECU61は、降圧コンバータ7の出力電圧(レギュレート電圧)を最大値に設定し、液体燃料電池2から出力される電力で補機電池8を充電する(ステップS13)。これにより、駆動電池6のSOCの増加が抑制される。
On the other hand, if the electric power that can be output from
その後、FC−ECU61は、駆動電池6のSOCが所定の閾値2以上を超えているか否かを判定する(ステップS14)。閾値2は、閾値1よりも大きい。
Thereafter, the FC-
そして、駆動電池6のSOCが閾値2を超えている場合(ステップS14のYES)、FC−ECU61は、エアコンプレッサ41の負荷が増大するように、エアコンプレッサ41から送出されるエア量を増大させるか、それに代えて、または、それに加えて、エア背圧調整弁50の開度を小さくする。
If the SOC of the
一方、駆動電池6のSOCが閾値2以下である場合には(ステップS14のNO)、ステップS15がスキップされて、エアコンプレッサ41の負荷は増大されない。
On the other hand, when the SOC of the
また、駆動電池6のSOCが閾値1以下である場合には(ステップS10のNO)、ステップS11〜S15がスキップされて、液体燃料電池2の発電量が車両ECU71から入力される要求電力に追加量A、追加量Bまたは追加量Cを加えた発電量に追従するように、液体燃料電池2の発電が制御される。
When the SOC of the
そして、FC−ECU61は、車両が発進(走行開始)されたか否かを判定する(ステップS16)。
Then, the FC-
車両が停車したままであれば(ステップS16のNO)、図3Aおよび図3Bに示される処理が終了され、当該処理が再び開始される。 If the vehicle remains stopped (NO in step S16), the process shown in FIGS. 3A and 3B is terminated, and the process is started again.
車両が発進された場合(ステップS16のYES)、FC−ECU61は、液体燃料電池2の発電量の追加量A、追加量Bまたは追加量C分の増量をキャンセルし、また、エアコンプレッサ41の負荷が増大されている場合には、その負荷の増大をキャンセルして、液体燃料電池2の発電量が車両ECU71から入力される要求電力に追従するように、液体燃料電池2の発電を制御する(ステップS17)。その後、図3Aおよび図3Bに示される処理が終了され、当該処理が再び開始される。
When the vehicle is started (YES in step S16), the FC-
以上のように、通常時は、液体燃料電池2の発電量が車両からの要求電力に追従するように、液体燃料電池2の発電が制御される。車両の走行開始に先立って行われる所定の操作が行われると、液体燃料電池2の発電量が車両からの要求電力に所定の追加量A、追加量Bまたは追加量Cを加えた発電量に追従するように、液体燃料電池2の発電が制御される。これにより、車両の走行開始前に、液体燃料電池2の発電量が通常時よりも増え、要求電力の増大に対する準備がなされる。そのため、車両の走行開始(負荷変動)に伴う要求電力の増大に対する液体燃料電池2の発電出力の遅れを小さくすることができる。その結果、要求電力に対する液体燃料電池2の発電出力の不足が少なくなるので、その不足を補うための駆動電池6から負荷への電力の供給量を少なくすることができ、駆動電池6の容量を小さくすることができる。駆動電池6の容量を小さくすることにより、駆動電池6のコストを低減することができる。
As described above, during normal times, the power generation of the
所定の操作は、たとえば、車両の停車状態における駆動レンジへのシフトチェンジ操作である。このシフトチェンジ操作が行われると、車両の走行開始が予測されるので、液体燃料電池2の発電量が追加量Aだけ増やされる。これにより、車両の走行開始に伴う要求電力の増大に対する液体燃料電池2の発電出力の遅れを小さくすることができる。
The predetermined operation is, for example, a shift change operation to a drive range when the vehicle is stopped. When this shift change operation is performed, it is predicted that the vehicle will start running, so the power generation amount of the
また、そのシフトチェンジ操作が行われた場合、その後にブレーキがオフ(ブレーキ操作が解除)されると、車両が直ちに走行開始される状況であるので、液体燃料電池2の発電量が追加量Aよりも多い追加量Cだけ増やされる。これにより、車両の走行開始に伴う要求電力の増大に対する液体燃料電池2の発電出力の遅れをさらに小さくすることができる。
In addition, when the shift change operation is performed, when the brake is subsequently turned off (the brake operation is released), the vehicle immediately starts to travel, so the power generation amount of the
また、所定の操作は、たとえば、車両の停車状態におけるブレーキ操作(ブレーキのオン)である。このブレーキ操作が行われると、その後にシフトチェンジ操作が行われることが予測されるので、液体燃料電池2の発電量が追加量Bだけ増やされる。これにより、車両の走行開始に伴う要求電力の増大に対する液体燃料電池2の発電出力の遅れを小さくすることができる。
The predetermined operation is, for example, a brake operation (brake on) when the vehicle is stopped. When this brake operation is performed, it is predicted that a shift change operation will be performed thereafter, so that the power generation amount of the
車両の停車状態におけるブレーキ操作が行われた後、駆動レンジへのシフトチェンジ操作が行われた場合に、液体燃料電池2の発電量が追加量Bよりも多い追加量Cだけ追加される。これにより、車両の走行開始に伴う要求電力の増大に対する液体燃料電池2の発電出力の遅れをさらに小さくすることができる。
When the shift operation to the drive range is performed after the brake operation in the stopped state of the vehicle, the power generation amount of the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form.
たとえば、燃料電池は、液体燃料を使用する液体燃料電池2に限らず、水素燃料電池など、他の種類の燃料電池であってもよい。
For example, the fuel cell is not limited to the
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made to the above-described configuration within the scope of the matters described in the claims.
2 液体燃料電池
61 FC−ECU(通常発電制御手段、操作検出手段、準備発電制御手段)
71 車両ECU(車両)
2
71 Vehicle ECU (vehicle)
Claims (1)
前記燃料電池の発電量が前記車両からの要求電力に追従するように、前記燃料電池の発電を制御する通常発電制御手段と、
前記車両の走行開始に先立って行われる所定の操作を検出する操作検出手段と、
前記操作検出手段により前記所定の操作が検出されたことに応答して、前記燃料電池の発電量が前記車両からの要求電力に所定の追加量を加えた発電量に追従するように、前記燃料電池の発電を制御する準備発電制御手段とを含み、
前記所定の操作には、前記車両の停車状態における駆動レンジへのシフトチェンジ操作と、前記車両の停車状態におけるブレーキ操作とが含まれ、
前記準備発電制御手段は、
前記操作検出手段により前記シフトチェンジ操作が検出された場合、前記追加量を第1追加量とし、
前記操作検出手段により前記シフトチェンジ操作が検出されずに前記ブレーキ操作が検出された場合、前記追加量を第2追加量とし、
前記シフトチェンジ操作が検出された後、前記ブレーキ操作が解除されるか、または、前記ブレーキ操作が検出された後、前記シフトチェンジ操作が検出された場合、前記追加量を前記第1追加量および前記第2追加量よりも大きい第3追加量とする、発電制御装置。 A power generation control device applied to a vehicle equipped with a fuel cell,
Normal power generation control means for controlling the power generation of the fuel cell so that the power generation amount of the fuel cell follows the required power from the vehicle;
Operation detecting means for detecting a predetermined operation performed prior to the start of traveling of the vehicle;
In response to detection of the predetermined operation by the operation detecting means, the fuel cell power generation amount follows the power generation amount obtained by adding a predetermined additional amount to the required power from the vehicle. only it contains a ready power generation control means for controlling the power generation of the battery,
The predetermined operation includes a shift change operation to a drive range when the vehicle is stopped, and a brake operation when the vehicle is stopped.
The preparation power generation control means includes:
When the shift change operation is detected by the operation detection means, the additional amount is the first additional amount,
If the brake operation is detected without detecting the shift change operation by the operation detection means, the additional amount is set as a second additional amount,
If the shift operation is detected after the shift change operation is detected, or if the shift change operation is detected after the brake operation is detected, the additional amount is set to the first additional amount and A power generation control device having a third additional amount larger than the second additional amount .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013199600A JP6257242B2 (en) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | Power generation control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013199600A JP6257242B2 (en) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | Power generation control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015065791A JP2015065791A (en) | 2015-04-09 |
JP6257242B2 true JP6257242B2 (en) | 2018-01-10 |
Family
ID=52833217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013199600A Expired - Fee Related JP6257242B2 (en) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | Power generation control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6257242B2 (en) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004327099A (en) * | 2003-04-22 | 2004-11-18 | Toyota Motor Corp | Fuel cell system |
JP2005073464A (en) * | 2003-08-27 | 2005-03-17 | Toyota Motor Corp | Starter and starting method of fuel-cell automobile |
JP2008312418A (en) * | 2007-06-18 | 2008-12-25 | Honda Motor Co Ltd | Fuel-cell loading vehicle |
JP4847929B2 (en) * | 2007-07-30 | 2011-12-28 | 本田技研工業株式会社 | Contactor failure detection method and apparatus in fuel cell system |
JP2009181793A (en) * | 2008-01-30 | 2009-08-13 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel cell system |
KR101000703B1 (en) * | 2008-07-08 | 2010-12-10 | 현대자동차주식회사 | Idle stop and start control method of fuel cell hybrid vehicle |
JP2010179882A (en) * | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Nissan Motor Co Ltd | Restart control device and method for vehicle |
-
2013
- 2013-09-26 JP JP2013199600A patent/JP6257242B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015065791A (en) | 2015-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9034495B2 (en) | Fuel cell system | |
JP5384543B2 (en) | Fuel cell system | |
US20100316926A1 (en) | Fuel cell system | |
US8394517B2 (en) | Fuel cell system and control method of the system | |
US10107705B2 (en) | Fuel cell vehicle | |
KR101016396B1 (en) | Fuel cell system and moving body | |
JP2005302421A (en) | Fuel cell system | |
US11522207B2 (en) | Fuel cell system, method of controlling fuel cell system, and storage medium | |
US11424464B2 (en) | Fuel cell system, method of controlling fuel cell system, and storage medium | |
EP3054516B1 (en) | Fuel cell system | |
JP4814930B2 (en) | Fuel cell system | |
JP7056171B2 (en) | Fuel cell system | |
JP5136415B2 (en) | Fuel cell system | |
US9853316B2 (en) | Fuel cell system | |
JP2009152131A (en) | Fuel cell system | |
EP3118922B1 (en) | Fuel cell system | |
JP6257242B2 (en) | Power generation control device | |
JP6168819B2 (en) | Liquid fuel cell control device | |
CA2921315A1 (en) | Fuel cell system and control method for fuel cell system | |
JP6167864B2 (en) | FUEL CELL SYSTEM, FUEL CELL VEHICLE, AND METHOD FOR CONTROLLING FUEL CELL SYSTEM | |
JP2011018461A (en) | Fuel cell system | |
WO2013137275A1 (en) | Fuel cell system | |
JP4941641B2 (en) | Fuel cell system | |
US11380921B2 (en) | System, method of controlling system, and storage medium | |
JP2014197510A (en) | Leak determination device for fuel battery system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160822 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170524 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170530 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170724 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171205 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171205 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6257242 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |