JP6790713B2 - Fuel cell vehicle - Google Patents

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Description

本明細書は、燃料電池とバッテリのいずれかの電力でモータを駆動して走行する燃料電池車を開示する。 The present specification discloses a fuel cell vehicle that runs by driving a motor with the electric power of either a fuel cell or a battery.

特許文献1に、燃料電池車の一例が開示されている。その燃料電池車は、燃料電池とメインバッテリが並列に接続されている。燃料電池は出力を急激に変えることが難しいので、モータの出力を急激に変化させるときのためにメインバッテリが備えられている。モータの出力を急増させる場合には、メインバッテリの出力を燃料電池の出力に加える。モータの出力を急減させる場合には、燃料電池の余剰の電力をメインバッテリに蓄える。 Patent Document 1 discloses an example of a fuel cell vehicle. In the fuel cell vehicle, the fuel cell and the main battery are connected in parallel. Since it is difficult for a fuel cell to change its output abruptly, a main battery is provided in case the output of a motor is changed abruptly. When the output of the motor is rapidly increased, the output of the main battery is added to the output of the fuel cell. When the output of the motor is drastically reduced, the surplus power of the fuel cell is stored in the main battery.

燃料電池は、その出力電圧を走行用モータの駆動電圧に変換する電圧コンバータを介してメインバッテリと並列に接続されている。燃料電池車は、走行用モータの駆動電圧よりも低い補機群へ電力を供給する補機バッテリも備えている。メインバッテリと燃料電池の出力電圧は100ボルト以上であり、補機バッテリの出力電圧は10乃至40ボルトである。特許文献1の燃料電池車は、メインバッテリの出力あるいは燃料電池の出力の電圧を降圧して補機バッテリへ供給する電圧コンバータも備えている。 The fuel cell is connected in parallel with the main battery via a voltage converter that converts its output voltage into the drive voltage of the traction motor. The fuel cell vehicle is also equipped with an auxiliary battery that supplies electric power to the auxiliary equipment group that is lower than the drive voltage of the traveling motor. The output voltage of the main battery and the fuel cell is 100 volts or more, and the output voltage of the auxiliary battery is 10 to 40 volts. The fuel cell vehicle of Patent Document 1 also includes a voltage converter that steps down the voltage of the output of the main battery or the output of the fuel cell and supplies the voltage to the auxiliary battery.

補機の中には、重要な補機とそうでない補機が含まれる。前者の典型は、シフトバイワイヤ装置など、走行に関わる補機であり、後者の典型は、オーディオ機器など、走行に関与しない補機である。補機バッテリが故障したときに、走行に関わる重要な補機への電力供給が途絶えないように、燃料電池車は、電力のバックアップ手段を備えていることが望ましい。特許文献1の燃料電池車では、補機バッテリが故障しても、電圧コンバータを介してメインバッテリまたは燃料電池から重要な補機へ電力を供給することができる。すなわち、メインバッテリ又は燃料電池と電圧コンバータが、重要な補機への電力バックアップ手段として機能する。 Auxiliary equipment includes important auxiliary equipment and non-important auxiliary equipment. A typical example of the former is an auxiliary device related to traveling such as a shift-by-wire device, and a typical example of the latter is an auxiliary device not involved in traveling such as audio equipment. It is desirable that the fuel cell vehicle be equipped with a power backup means so that the power supply to the important auxiliary equipment related to driving is not interrupted when the auxiliary battery fails. In the fuel cell vehicle of Patent Document 1, even if the auxiliary battery fails, electric power can be supplied from the main battery or the fuel cell to the important auxiliary machine via the voltage converter. That is, the main battery or fuel cell and the voltage converter function as power backup means to important auxiliary equipment.

特開2016−092893号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-092893

特許文献1の技術では、故障個所によっては、上記した電力バックアップ手段が使えない場合がある。例えば、補機バッテリ(あるいは、他の補機)が短絡故障した場合、重要な補機の電源供給端がグランド電位に保持されてしまい、メインバッテリあるいは燃料電池から電力供給ができなくなってしまう。メインバッテリと燃料電池が並列に接続された燃料電池車において、重要な補機への電力バックアップ手段には改善の余地がある。 In the technique of Patent Document 1, the above-mentioned power backup means may not be used depending on the location of failure. For example, if the auxiliary battery (or other auxiliary) fails due to a short circuit, the power supply end of the important auxiliary is held at the ground potential, and power cannot be supplied from the main battery or the fuel cell. In a fuel cell vehicle in which a main battery and a fuel cell are connected in parallel, there is room for improvement in power backup means to important auxiliary equipment.

本明細書が開示する燃料電池車は、メインバッテリ、燃料電池、補機バッテリ、補機電力線、バイパス電力線、第1電圧コンバータ、第2電圧コンバータ、切換スイッチ、第1、第2ダイオ―ド、及び、コントローラを備えている。メインバッテリは、走行用モータに供給する電力を蓄えている。燃料電池は、FC用電圧コンバータ31を介してメインバッテリと並列に接続されている。FC用電圧コンバータは、例えば、チョッパ型の昇圧コンバータが複数個並列に接続された多重コンバータであり、燃料電池の出力電圧を走行用モータの駆動電圧へ変換する。 The fuel cell vehicle disclosed in the present specification includes a main battery, a fuel cell, an auxiliary battery, an auxiliary power line, a bypass power line, a first voltage converter, a second voltage converter, a changeover switch, a first and second die, and the like. It also has a controller. The main battery stores the electric power supplied to the traction motor. The fuel cell is connected in parallel with the main battery via the FC voltage converter 31. The FC voltage converter is, for example, a multiplex converter in which a plurality of chopper-type boost converters are connected in parallel, and converts the output voltage of the fuel cell into the drive voltage of the traveling motor.

補機バッテリは、メインバッテリよりも出力電力が低いバッテリであり、再充電可能なバッテリである。補助電力線は、補機バッテリと、補機バッテリの出力電力で動作する第1補機及び第2補機を接続する電力線である。 The auxiliary battery is a battery having a lower output power than the main battery and is a rechargeable battery. The auxiliary power line is a power line that connects the auxiliary battery and the first auxiliary and the second auxiliary that operate on the output power of the auxiliary battery.

第1電圧コンバータは、燃料電池の出力電圧を降圧して補機電力線に供給する。第2電圧コンバータは、メインバッテリの出力電圧を降圧して補機電力線に供給する。切換スイッチは、第2電圧コンバータと補機電力線の間の接続と遮断を切り換える。バイパス電力線は、切換スイッチ及び補機電力線を介さずに第2電圧コンバータから第1補機へ電力を供給する電力線である。 The first voltage converter steps down the output voltage of the fuel cell and supplies it to the auxiliary power line. The second voltage converter steps down the output voltage of the main battery and supplies it to the auxiliary power line. The changeover switch switches the connection and disconnection between the second voltage converter and the auxiliary power line. The bypass power line is a power line that supplies power from the second voltage converter to the first auxiliary machine without going through the changeover switch and the auxiliary power line.

第1ダイオードは、第1補機から補機電力線への電流逆流を防止するために備えられている。第2ダイオードは、第1補機からバイパス電力線を通じての補機電力線への電流逆流を防止するために備えられている。コントローラは、補機電力線が短絡した場合は切換スイッチを開放するとともに第2電圧コンバータを動作させてバイパス電力線を介して前記第1補機へ電力を供給する。コントローラは、燃料電池が動作不能の場合は切換スイッチを閉じ、第1電圧コンバータを停止するとともに第2電圧コンバータを動作させて第1及び第2補機へ電力を供給する。コントローラは、第2電圧コンバータが動作不能の場合には第1電圧コンバータを動作させて第1及び第2補機に電力を供給する。なお、「切換スイッチを閉じる」とは、切換スイッチの両端に接続されている機器を導通させることを意味し、「切換スイッチを開く」とは、切換スイッチの両端に接続されている機器を電気的に遮断することを意味する。 The first diode is provided to prevent a current backflow from the first auxiliary machine to the auxiliary power line. The second diode is provided to prevent a current backflow from the first auxiliary machine to the auxiliary power line through the bypass power line. When the auxiliary power line is short-circuited, the controller opens the changeover switch and operates the second voltage converter to supply power to the first auxiliary device via the bypass power line . When the fuel cell is inoperable, the controller closes the changeover switch, stops the first voltage converter, operates the second voltage converter, and supplies electric power to the first and second auxiliary machines. When the second voltage converter is inoperable, the controller operates the first voltage converter to supply electric power to the first and second auxiliary machines. Note that "closing the changeover switch" means conducting the devices connected to both ends of the changeover switch, and "opening the changeover switch" means electrically connecting the devices connected to both ends of the changeover switch. It means to shut off.

第1補機が、走行に関与する補機など、電力供給のバックアップを必要とする重要な補機の代表であり、第2補機が、オーディオ装置など、電力供給のバックアップを必要としない補機の代表である。「第1補機」と「第2補機」の夫々は、複数個の補機を含んでいてもよい。 The first auxiliary machine is a representative of important auxiliary machines that require a backup of the power supply, such as auxiliary machines involved in driving, and the second auxiliary machine is an auxiliary machine that does not require a backup of the power supply, such as an audio device. It is a representative of the machine. Each of the "first auxiliary machine" and the "second auxiliary machine" may include a plurality of auxiliary machines.

上記の燃料電池車は、(1)補機電力線が短絡した場合、(2)燃料電池が動作不能の場合、(3)第2電圧コンバータが動作不能の場合、のいずれの場合にも重要な補機(第1補機)へ電力を供給することができる。なお、第2電圧コンバータが動作不能の場合とは、第2電圧コンバータ自体は正常であっても、他の要因によって第2電圧コンバータから補機バッテリへの電力供給ができなくなった場合を含む。他の要因とは、例えば、メインバッテリに異常を生じて第2電圧コンバータへの電力供給が停止した場合、及び、第2電圧コンバータの高電圧側で短絡故障が生じた場合などである。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 The above fuel cell vehicle is important in all cases: (1) when the auxiliary power line is short-circuited, (2) when the fuel cell is inoperable, and (3) when the second voltage converter is inoperable. Power can be supplied to the auxiliary machine (first auxiliary machine). The case where the second voltage converter cannot operate includes the case where the second voltage converter itself cannot supply power to the auxiliary battery due to other factors even if the second voltage converter itself is normal. Other factors include, for example, a case where an abnormality occurs in the main battery and the power supply to the second voltage converter is stopped, and a short circuit failure occurs on the high voltage side of the second voltage converter. Details of the techniques disclosed herein and further improvements will be described in the "Modes for Carrying Out the Invention" below.

実施例の燃料電池車の電力系のブロック図である。It is a block diagram of the electric power system of the fuel cell vehicle of an Example. 第2電圧コンバータの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the 2nd voltage converter.

図面を参照して実施例の燃料電池車100を説明する。図1に、燃料電池車100の電力系のブロック図を示す。図1において、実線は電力線を示しており、矢印破線は信号線を示している。 The fuel cell vehicle 100 of the embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of the electric power system of the fuel cell vehicle 100. In FIG. 1, the solid line indicates the power line, and the broken line of the arrow indicates the signal line.

燃料電池車100は、モータ7で走行する。モータ7は、燃料電池30の電力、あるいはメインバッテリ3の電力で駆動される。なお、図1では、燃料電池30を単純な矩形で示しているが、ここでの「燃料電池30」は、水素を蓄える水素タンク、複数の燃料電池セルを積層した燃料電池スタック、燃料電池スタックに酸化ガスを供給する酸化ガス供給器、燃料電池スタックに燃料ガスを供給する燃料ガス供給器など、複数のデバイスの集合体である。 The fuel cell vehicle 100 runs on the motor 7. The motor 7 is driven by the electric power of the fuel cell 30 or the electric power of the main battery 3. Although the fuel cell 30 is shown by a simple rectangle in FIG. 1, the “fuel cell 30” here is a hydrogen tank for storing hydrogen, a fuel cell stack in which a plurality of fuel cell cells are stacked, and a fuel cell stack. It is an assembly of a plurality of devices such as an oxide gas supply device that supplies an oxide gas to a fuel cell and a fuel gas supply device that supplies a fuel gas to a fuel cell stack.

一般に、自動車には、運転者のアクセルワークに応答して駆動力をゼロから最大駆動力の間で急激に変化させる能力が要求される。一方、燃料電池は、その出力を急激に変えることが難しい。そのため、燃料電池車は燃料電池に加えてバッテリを備える。実施例の燃料電池車100も、メインバッテリ3を備えている。メインバッテリ3は、再充電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池、あるいは、ニッケル水素電池である。 In general, automobiles are required to have the ability to rapidly change the driving force from zero to the maximum driving force in response to the driver's accelerator work. On the other hand, it is difficult for a fuel cell to change its output rapidly. Therefore, the fuel cell vehicle is equipped with a battery in addition to the fuel cell. The fuel cell vehicle 100 of the embodiment also includes a main battery 3. The main battery 3 is a rechargeable secondary battery, for example, a lithium ion battery or a nickel hydrogen battery.

燃料電池30の出力電圧は、例えば、200〜300ボルトである。また、メインバッテリ3の出力電圧は、例えば300ボルトである。一方、走行用のモータ7の最大駆動電圧は600ボルトである。双方向DC−DCコンバータ5がメインバッテリ3の直流電力の電圧をモータ駆動に適した電圧まで昇圧し、インバータ6に供給する。FC用電圧コンバータ31が、燃料電池30の直流電力の電圧をモータ駆動に適した電圧まで昇圧し、インバータ6に供給する。メインバッテリ3と燃料電池30は、それぞれ、電圧コンバータ(双方向DC−DCコンバータ5、FC用電圧コンバータ31)を介して並列に接続されている。 The output voltage of the fuel cell 30 is, for example, 200 to 300 volts. The output voltage of the main battery 3 is, for example, 300 volts. On the other hand, the maximum drive voltage of the traveling motor 7 is 600 volts. The bidirectional DC-DC converter 5 boosts the DC power voltage of the main battery 3 to a voltage suitable for driving the motor and supplies it to the inverter 6. The FC voltage converter 31 boosts the DC power voltage of the fuel cell 30 to a voltage suitable for driving the motor and supplies it to the inverter 6. The main battery 3 and the fuel cell 30 are connected in parallel via voltage converters (bidirectional DC-DC converter 5, FC voltage converter 31), respectively.

FC用電圧コンバータ31は、スイッチング素子を使ったチョッパ型の昇圧コンバータ回路が複数個並列に接続されている多重コンバータである。図1の「FDC」の文字は、FC用電圧コンバータを意味している。FC用電圧コンバータ31は、燃料電池30の出力に応じて作動させる昇圧コンバータ回路の数を調整する。燃料電池30の出力に応じて作動させる昇圧コンバータ回路の数を調整する多重コンバータについては、例えば特開2014−014235号公報を参照されたい。 The FC voltage converter 31 is a multiplex converter in which a plurality of chopper-type boost converter circuits using switching elements are connected in parallel. The letters "FDC" in FIG. 1 mean a voltage converter for FC. The FC voltage converter 31 adjusts the number of boost converter circuits to be operated according to the output of the fuel cell 30. For a multiplex converter that adjusts the number of boost converter circuits that operate according to the output of the fuel cell 30, refer to, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-014235.

インバータ6は、昇圧されたメインバッテリ3の直流電力、及び/又は、昇圧された燃料電池30の直流電力を、モータ7の駆動に適した交流電力に変換し、モータ7に供給する。 The inverter 6 converts the boosted DC power of the main battery 3 and / or the boosted DC power of the fuel cell 30 into AC power suitable for driving the motor 7 and supplies it to the motor 7.

双方向DC−DCコンバータ5は、メインバッテリ3から供給される電力を昇圧してインバータ6に供給する昇圧機能と、インバータ6から供給される回生電力、あるいは、燃料電池30の出力のうち、モータ7の駆動に使われなかった余剰電力の電圧を降圧してメインバッテリ3を充電する降圧機能の双方を備えている。 The bidirectional DC-DC converter 5 has a boosting function that boosts the power supplied from the main battery 3 and supplies it to the inverter 6, regenerative power supplied from the inverter 6, or the output of the fuel cell 30. It has both a step-down function of stepping down the voltage of surplus power not used for driving the main battery 3 and charging the main battery 3.

メインバッテリ3と双方向DC−DCコンバータ5の間には、システムメインリレー4が接続されている。図1の記号「SMR」は、システムメインリレーを表している。システムメインリレー4は、車両のメインスイッチが入れられると、システムコントローラ11により閉じられ、メインバッテリ3と双方向DC−DCコンバータ5が接続される。車両のメインスイッチが切られると、システムコントローラ11がシステムメインリレー4を開放し、メインバッテリ3と双方向DC−DCコンバータ5が電気的に遮断される。 A system main relay 4 is connected between the main battery 3 and the bidirectional DC-DC converter 5. The symbol "SMR" in FIG. 1 represents a system main relay. When the main switch of the vehicle is turned on, the system main relay 4 is closed by the system controller 11, and the main battery 3 and the bidirectional DC-DC converter 5 are connected. When the main switch of the vehicle is turned off, the system controller 11 opens the system main relay 4, and the main battery 3 and the bidirectional DC-DC converter 5 are electrically cut off.

燃料電池車100は、メインバッテリ3と燃料電池30の出力電圧よりも低い電圧で動作する補機群を備えている。補機群は、車両の走行に関与する重要なデバイスであって走行中は停止しないことが求められる重要補機と、車両の走行には関与しない非重要補機の2タイプに分けることができる。重要補機の例は、シフトバイワイヤ装置14とシステムコントローラ11である。非重要補機の例は、オーディオ装置15である。図示は省略するが、シフトバイワイヤ装置14とシステムコントローラ11のほかにもいくつかの重要補機が接続されている。また、オーディオ装置15のほかにも様々な非重要補機が接続されている。本実施例では、シフトバイワイヤ装置14とシステムコントローラ11が重要補機の代表であり、オーディオ装置15が非重要補機の代表である。 The fuel cell vehicle 100 includes a group of auxiliary machines that operate at a voltage lower than the output voltage of the main battery 3 and the fuel cell 30. Auxiliary equipment groups can be divided into two types: important auxiliary equipment that is an important device involved in the running of the vehicle and is required not to stop while driving, and non-important auxiliary equipment that is not involved in the running of the vehicle. .. Examples of important accessories are the shift-by-wire device 14 and the system controller 11. An example of a non-important auxiliary device is an audio device 15. Although not shown, some important accessories are connected in addition to the shift-by-wire device 14 and the system controller 11. In addition to the audio device 15, various non-important auxiliary devices are connected. In this embodiment, the shift-by-wire device 14 and the system controller 11 are representatives of important auxiliary equipment, and the audio device 15 is representative of non-important auxiliary equipment.

燃料電池車100の電力系には、上記したデバイスのほか、補機バッテリ13、第1電圧コンバータ10、第2電圧コンバータ20、切換スイッチ12、補機電力線35、第1バイパス電力線33、第2バイパス電力線34、ダイオード9a、9b、9cを備えている。詳しくは図2を参照して後述するが、第2電圧コンバータ20の内部には、ダイオード9bと同じ役割を担うダイオード9dが備えられている。 In addition to the above devices, the power system of the fuel cell vehicle 100 includes an auxiliary battery 13, a first voltage converter 10, a second voltage converter 20, a changeover switch 12, an auxiliary power line 35, a first bypass power line 33, and a second. It includes a bypass power line 34 and diodes 9a, 9b, 9c. Although details will be described later with reference to FIG. 2, a diode 9d having the same role as the diode 9b is provided inside the second voltage converter 20.

補機バッテリ13は、シフトバイワイヤ装置14、オーディオ装置15、システムコントローラ11などの補機群へ電力を供給するためのバッテリであり、その出力電圧は例えば12ボルトである。シフトバイワイヤ装置14、オーディオ装置15、システムコントローラ11は、補機電力線35を介して補機バッテリ13と接続されている。なお、シフトバイワイヤ装置14、オーディオ装置15、システムコントローラ11、補機バッテリ13の負極は、グランドGを介して導通する。グランドGは、車両の導電性のボディである。補機電力線35は、車両内に広く張り巡らされており、シフトバイワイヤ装置14、オーディオ装置15、システムコントローラ11のほかにも様々な補機が接続されている。図1では、補機電力線35を太実線で表している。 The auxiliary battery 13 is a battery for supplying electric power to an auxiliary group such as a shift-by-wire device 14, an audio device 15, and a system controller 11, and its output voltage is, for example, 12 volts. The shift-by-wire device 14, the audio device 15, and the system controller 11 are connected to the auxiliary battery 13 via the auxiliary power line 35. The negative electrode of the shift-by-wire device 14, the audio device 15, the system controller 11, and the auxiliary battery 13 conduct with each other via the ground G. The ground G is a conductive body of the vehicle. The auxiliary power line 35 is widely stretched in the vehicle, and various auxiliary devices are connected in addition to the shift-by-wire device 14, the audio device 15, and the system controller 11. In FIG. 1, the auxiliary power line 35 is represented by a thick solid line.

重要補機の代表であるシフトバイワイヤ装置14には、ダイオード9aが付随する。ダイオード9aは、補機電力線35からシフトバイワイヤ装置14へは電流を通すが、逆向き電流は通さない。ダイオード9aは、補機電力線35、補機バッテリ13又はオーディオ装置15がグランドGと短絡したときに、シフトバイワイヤ装置14から補機電力線35への電流の逆流を防止するために備えられている。 A diode 9a is attached to the shift-by-wire device 14 which is a representative of the important auxiliary equipment. The diode 9a passes a current from the auxiliary power line 35 to the shift-by-wire device 14, but does not pass a reverse current. The diode 9a is provided to prevent backflow of current from the shift-by-wire device 14 to the auxiliary power line 35 when the auxiliary power line 35, the auxiliary battery 13 or the audio device 15 is short-circuited with the ground G.

第1電圧コンバータ10は、燃料電池30の出力端と補機電力線35の間に接続されている。第1電圧コンバータ10は、燃料電池30の出力電圧を降圧し、補機電力線35に供給する。図1の「DDC1」の文字は、「第1電圧コンバータ」を意味している。第1電圧コンバータ10の出力の負極は、第1電圧コンバータ10の中でグランドGに接続されている。 The first voltage converter 10 is connected between the output end of the fuel cell 30 and the auxiliary power line 35. The first voltage converter 10 steps down the output voltage of the fuel cell 30 and supplies it to the auxiliary power line 35. The letters "DDC1" in FIG. 1 mean "first voltage converter". The negative electrode of the output of the first voltage converter 10 is connected to the ground G in the first voltage converter 10.

第2電圧コンバータ20は、メインバッテリ3の出力端と補機電力線35の間に接続されている。図1の「DDC2」の文字は、「第2電圧コンバータ」を意味している。第2電圧コンバータ20の入力端20cがメインバッテリ3に接続され、第1出力端20aが切換スイッチ12を介して補機電力線35と接続される。第2電圧コンバータ20は、メインバッテリ3の出力電力の電圧を降圧し、補機電力線35(即ち補機バッテリ13)に供給する。第2電圧コンバータ20の第1出力端20aと補機電力線35の間には、切換スイッチ12が接続されている。切換スイッチ12は、通常は閉じられており、補機電力線35が短絡したときに開放され、第2電圧コンバータ20を補機電力線35から切り離す。切換スイッチ12は、システムコントローラ11により制御される。第2電圧コンバータ20の出力の負極は、第2電圧コンバータ20の中でグランドGに接続されている。 The second voltage converter 20 is connected between the output end of the main battery 3 and the auxiliary power line 35. The letters "DDC2" in FIG. 1 mean "second voltage converter". The input end 20c of the second voltage converter 20 is connected to the main battery 3, and the first output end 20a is connected to the auxiliary power line 35 via the changeover switch 12. The second voltage converter 20 steps down the voltage of the output power of the main battery 3 and supplies it to the auxiliary power line 35 (that is, the auxiliary battery 13). A changeover switch 12 is connected between the first output terminal 20a of the second voltage converter 20 and the auxiliary power line 35. The changeover switch 12 is normally closed and is opened when the auxiliary power line 35 is short-circuited to disconnect the second voltage converter 20 from the auxiliary power line 35. The changeover switch 12 is controlled by the system controller 11. The negative electrode of the output of the second voltage converter 20 is connected to the ground G in the second voltage converter 20.

第2電圧コンバータ20の第1出力端20aには、第1バイパス電力線33も接続されている。第1バイパス電力線33は、シフトバイワイヤ装置14につながっている。第1バイパス電力線33は、補機電力線35を介さずに第2電圧コンバータ20からシフトバイワイヤ装置14へ電力を供給するための電力線である。第1バイパス電力線33の途中にダイオード9bが接続されている。ダイオード9bは、第2電圧コンバータ20からシフトバイワイヤ装置14へ向けて電流を通し、逆向きの電流は通さない。ダイオード9bは、シフトバイワイヤ装置14から第1バイパス電力線33を通じての補機電力線35への電流逆流を防止するために備えられている。 A first bypass power line 33 is also connected to the first output terminal 20a of the second voltage converter 20. The first bypass power line 33 is connected to the shift-by-wire device 14. The first bypass power line 33 is a power line for supplying power from the second voltage converter 20 to the shift-by-wire device 14 without going through the auxiliary power line 35. A diode 9b is connected in the middle of the first bypass power line 33. The diode 9b passes a current from the second voltage converter 20 toward the shift-by-wire device 14 and does not pass a current in the opposite direction. The diode 9b is provided to prevent a current backflow from the shift-by-wire device 14 to the auxiliary power line 35 through the first bypass power line 33.

第2電圧コンバータ20は、第1バイパス電力線33、及び、補機電力線35と接続されている第1出力端20aのほかに、第2出力端20bを備えている。いずれの出力端からも、メインバッテリ3の出力電圧を降圧した電圧の電力が出力される。第2電圧コンバータ20の第2出力端20bは、第2バイパス電力線34を介してシステムコントローラ11に接続されている。システムコントローラ11は、補機電力線35と第2バイパス電力線34の双方から電力供給を受ける。システムコントローラ11と補機電力線35の間には、ダイオード9cが接続されている。ダイオード9cは、補機電力線35からシステムコントローラ11へは電流を通すが、逆向き電流は通さない。ダイオード9cは、補機電力線35がグランドGと短絡したときに、システムコントローラ11から補機電力線35への電流の逆流を防止するために備えられている。 The second voltage converter 20 includes a second output terminal 20b in addition to the first bypass power line 33 and the first output terminal 20a connected to the auxiliary power line 35. Power of a voltage obtained by stepping down the output voltage of the main battery 3 is output from either output end. The second output terminal 20b of the second voltage converter 20 is connected to the system controller 11 via the second bypass power line 34. The system controller 11 receives power from both the auxiliary power line 35 and the second bypass power line 34. A diode 9c is connected between the system controller 11 and the auxiliary power line 35. The diode 9c conducts a current from the auxiliary power line 35 to the system controller 11, but does not pass a reverse current. The diode 9c is provided to prevent a backflow of current from the system controller 11 to the auxiliary power line 35 when the auxiliary power line 35 is short-circuited with the ground G.

補機群の電力系に何らかの故障が生じると、システムコントローラ11が、重要補機への電力供給が継続されるように、切換スイッチ12や第1、第2電圧コンバータ10、20を制御する。本実施例では、シフトバイワイヤ装置14とシステムコントローラ11自身が重要補機の例である。補機バッテリ13あるいはオーディオ装置15で短絡故障を生じると、補機電力線35がグランドGと短絡する。システムコントローラ11は、補機電力線35を通じての電力供給が途絶えると、補機電力線35の短絡と判断し、切換スイッチ12を開放する。その結果、第2電圧コンバータ20が、短絡した補機電力線35から切り離される。なお、システムコントローラ11は、補機電力線35のほか、第2バイパス電力線34を介して第2電圧コンバータ20から電力供給を受けているので、補機電力線35からの電力供給が途絶えても継続して動作することができる。補機電力線35とシステムコントローラ11の間には、逆流防止のダイオード9cが接続されているので、補機電力線35が短絡しても、システムコントローラ11から補機電力線35へ電流が逆流することはない。 When a failure occurs in the power system of the auxiliary equipment group, the system controller 11 controls the changeover switch 12 and the first and second voltage converters 10 and 20 so that the power supply to the important auxiliary equipment is continued. In this embodiment, the shift-by-wire device 14 and the system controller 11 itself are examples of important auxiliary machines. When a short-circuit failure occurs in the auxiliary battery 13 or the audio device 15, the auxiliary power line 35 is short-circuited with the ground G. When the power supply through the auxiliary power line 35 is interrupted, the system controller 11 determines that the auxiliary power line 35 is short-circuited and opens the changeover switch 12. As a result, the second voltage converter 20 is disconnected from the short-circuited auxiliary power line 35. Since the system controller 11 receives power from the second voltage converter 20 via the second bypass power line 34 in addition to the auxiliary power line 35, the system controller 11 continues even if the power supply from the auxiliary power line 35 is interrupted. Can work. Since the backflow prevention diode 9c is connected between the auxiliary power line 35 and the system controller 11, even if the auxiliary power line 35 is short-circuited, the current does not flow back from the system controller 11 to the auxiliary power line 35. Absent.

補機電力線35が短絡しても、逆流防止用のダイオード9aにより、シフトバイワイヤ装置14から補機電力線35へ電流が逆流することはない。補機電力線35が短絡すると、切換スイッチ12が開放されるまでのわずかな間、第2電圧コンバータ20の第1出力端20aと第1バイパス電力線33も短絡状態となる。第1バイパス電力線33には、逆流防止用のダイオード9bが接続されているので、シフトバイワイヤ装置14から第1バイパス電力線33と開放前の切換スイッチ12を介して補機電力線35に電流が逆流することはない。ただし、シフトバイワイヤ装置14は、切換スイッチ12が開放されるまでの僅かの間は電力供給が途絶える。システムコントローラ11は、補機電力線35の短絡を検知すると、切換スイッチ12を開放し、次に第2電圧コンバータ20を作動させる。切換スイッチ12が開放されると、第2電圧コンバータ20の第1出力端20aの出力電圧が回復し、第1バイパス電力線33を介してシフトバイワイヤ装置14への電力供給が再開される。 Even if the auxiliary power line 35 is short-circuited, the current does not flow back from the shift-by-wire device 14 to the auxiliary power line 35 due to the backflow prevention diode 9a. When the auxiliary power line 35 is short-circuited, the first output terminal 20a of the second voltage converter 20 and the first bypass power line 33 are also short-circuited for a short time until the changeover switch 12 is opened. Since the backflow prevention diode 9b is connected to the first bypass power line 33, a current flows back from the shift-by-wire device 14 to the auxiliary power line 35 via the first bypass power line 33 and the changeover switch 12 before opening. There is no such thing. However, the shift-by-wire device 14 is cut off from power supply for a short time until the changeover switch 12 is opened. When the system controller 11 detects a short circuit in the auxiliary power line 35, the system controller 11 opens the changeover switch 12 and then operates the second voltage converter 20. When the changeover switch 12 is opened, the output voltage of the first output terminal 20a of the second voltage converter 20 is restored, and the power supply to the shift-by-wire device 14 is resumed via the first bypass power line 33.

上記のとおり、補機電力線35が短絡しても、シフトバイワイヤ装置14には継続して電力が供給される。また、補機電力線35が短絡しても、システムコントローラ11へも電力供給が継続される。なお、前述したように、補機電力線35が短絡すると、切換スイッチ12が開放されるまでの僅かな時間は、シフトバイワイヤ装置14への電力供給が停止する。これに対して、第2電圧コンバータ20の内部には、第1出力端20aが短絡状態になっても第2出力端20bからの電力供給が継続する回路が構成されている。次に、図2を参照して、第2電圧コンバータ20の回路構成について説明する。 As described above, even if the auxiliary power line 35 is short-circuited, power is continuously supplied to the shift-by-wire device 14. Further, even if the auxiliary power line 35 is short-circuited, the power supply to the system controller 11 is continued. As described above, when the auxiliary power line 35 is short-circuited, the power supply to the shift-by-wire device 14 is stopped for a short time until the changeover switch 12 is opened. On the other hand, inside the second voltage converter 20, a circuit is configured in which the power supply from the second output terminal 20b is continued even if the first output terminal 20a is short-circuited. Next, the circuit configuration of the second voltage converter 20 will be described with reference to FIG.

図2は、第2電圧コンバータ20の回路構成を示す図である。第2電圧コンバータ20は、パワートランジスタを含む変換主回路22と、変換主回路22のパワートランジスタを制御する制御回路23と、ダイオード9dとキャパシタ25を備えている。変換主回路22は、入力端20cから入力されるメインバッテリ3の出力電力の電圧を降圧して第1出力端20aと第2出力端20bへ出力する。なお、変換主回路22の出力の負極はグランドGに接続される。変換主回路22の正極出力端22aと第2出力端20bの間には、ダイオード9dが接続されている。先に図1を参照しつつ述べたように、第1出力端20aには切換スイッチ12を介して補機電力線35が接続されており、第2出力端20bには第2バイパス電力線34を介してシステムコントローラ11が接続されている。補機電力線35が短絡すると、切換スイッチ12が開放されるまでの間、第2電圧コンバータ20の第1出力端20aも短絡状態となる。ダイオード9dは、変換主回路22の正極出力端22aから第2出力端20bへ向けて電流は通すが逆方向の電流は遮断する。ダイオード9dは、第1出力端20aが短絡したとき、システムコントローラ11から第2バイパス電力線34と切換スイッチ12を介して補機電力線35へ電流が逆流することを防止する。 FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of the second voltage converter 20. The second voltage converter 20 includes a conversion main circuit 22 including a power transistor, a control circuit 23 for controlling the power transistor of the conversion main circuit 22, a diode 9d, and a capacitor 25. The conversion main circuit 22 steps down the voltage of the output power of the main battery 3 input from the input terminal 20c and outputs the voltage to the first output terminal 20a and the second output terminal 20b. The negative electrode of the output of the conversion main circuit 22 is connected to the ground G. A diode 9d is connected between the positive electrode output end 22a and the second output end 20b of the conversion main circuit 22. As described above with reference to FIG. 1, the auxiliary power line 35 is connected to the first output terminal 20a via the changeover switch 12, and the auxiliary power line 35 is connected to the second output terminal 20b via the second bypass power line 34. The system controller 11 is connected. When the auxiliary power line 35 is short-circuited, the first output terminal 20a of the second voltage converter 20 is also short-circuited until the changeover switch 12 is opened. The diode 9d passes a current from the positive electrode output end 22a of the conversion main circuit 22 toward the second output end 20b, but cuts off the current in the opposite direction. The diode 9d prevents the current from flowing back from the system controller 11 to the auxiliary power line 35 via the second bypass power line 34 and the changeover switch 12 when the first output terminal 20a is short-circuited.

逆流防止用のダイオード9dよりも第2出力端20bの側には、キャパシタ25と制御回路23が接続されている。なお、図示は省略しているが、制御回路23は、補機電力線35を介して補機バッテリ13からも電力供給を受けている。補機電力線35が短絡する前は、制御回路23は、補機電力線35を介して補機バッテリ13から電力供給を受け、動作する。制御回路23と補機電力線35の間にも、制御回路23から補機電力線35への電流逆流を防止する別のダイオードが接続されている。それゆえ、補機電力線35が短絡したとき、制御回路23から補機電力線35へ電流が逆流することはない。 The capacitor 25 and the control circuit 23 are connected to the side of the second output end 20b with respect to the backflow prevention diode 9d. Although not shown, the control circuit 23 also receives power from the auxiliary battery 13 via the auxiliary power line 35. Before the auxiliary power line 35 is short-circuited, the control circuit 23 receives power from the auxiliary battery 13 via the auxiliary power line 35 and operates. Another diode that prevents current backflow from the control circuit 23 to the auxiliary power line 35 is also connected between the control circuit 23 and the auxiliary power line 35. Therefore, when the auxiliary power line 35 is short-circuited, the current does not flow back from the control circuit 23 to the auxiliary power line 35.

キャパシタ25は、ダイオード9dのカソード側に接続されているので、第1出力端20aが短絡したときにキャパシタ25から第1出力端20aの側へ電流が流れることはない。補機電力線35が短絡する前にキャパシタ25には電力が蓄えられる。補機電力線35が短絡し、第1出力端20a(及び、変換主回路22の正極出力端22a)の電圧がグランドGの電位に下がったとき、キャパシタ25から制御回路23へ電力が供給され、制御回路23は動作を継続することができる。また、第2出力端20bには、第2バイパス電力線34を介してシステムコントローラ11が接続されている。補機電力線35が短絡し、第1出力端20a(及び、変換主回路22の正極出力端22a)の電圧がグランド電位に下がったとき、キャパシタ25からシステムコントローラ11へも電力が供給される。すなわち、ダイオード9dとキャパシタ25によって、補機電力線35が短絡してから切換スイッチ12が開放されるまでの間、制御回路23とシステムコントローラ11に電力が供給され続ける。システムコントローラ11は、補機電力線35が短絡状態のときにも動作を継続することができ、切換スイッチ12を開放する。切換スイッチ12が開放されると、第1出力端20a(及び、変換主回路22の正極出力端22a)の短絡状態が解消する。そうすると、変換主回路22から、補機電力線35を通じてのシフトバイワイヤ装置14とシステムコントローラ11への電力供給が再開される。 Since the capacitor 25 is connected to the cathode side of the diode 9d, no current flows from the capacitor 25 to the side of the first output terminal 20a when the first output terminal 20a is short-circuited. Power is stored in the capacitor 25 before the auxiliary power line 35 is short-circuited. When the auxiliary power line 35 is short-circuited and the voltage at the first output end 20a (and the positive electrode output end 22a of the conversion main circuit 22) drops to the potential of ground G, power is supplied from the capacitor 25 to the control circuit 23. The control circuit 23 can continue to operate. Further, the system controller 11 is connected to the second output terminal 20b via the second bypass power line 34. When the auxiliary power line 35 is short-circuited and the voltage at the first output end 20a (and the positive electrode output end 22a of the conversion main circuit 22) drops to the ground potential, power is also supplied from the capacitor 25 to the system controller 11. That is, the diode 9d and the capacitor 25 continue to supply power to the control circuit 23 and the system controller 11 from the short circuit of the auxiliary power line 35 to the opening of the changeover switch 12. The system controller 11 can continue to operate even when the auxiliary power line 35 is in a short-circuited state, and opens the changeover switch 12. When the changeover switch 12 is opened, the short-circuit state of the first output end 20a (and the positive electrode output end 22a of the conversion main circuit 22) is resolved. Then, the power supply from the conversion main circuit 22 to the shift-by-wire device 14 and the system controller 11 through the auxiliary power line 35 is restarted.

以上説明したように、燃料電池車100は、補機電力線35が短絡しても、重要な補機(シフトバイワイヤ装置14とシステムコントローラ11)への電力供給を継続することができる。燃料電池車100では、補機電力線35が短絡したとき、切換スイッチ12が開放されるまでの間、シフトバイワイヤ装置14への電力供給は一時的に停止する。これに対して、システムコントローラ11への電力供給は、切換スイッチ12が開放されるまでの間も継続する。 As described above, the fuel cell vehicle 100 can continue to supply power to important auxiliary equipment (shift-by-wire device 14 and system controller 11) even if the auxiliary power line 35 is short-circuited. In the fuel cell vehicle 100, when the auxiliary power line 35 is short-circuited, the power supply to the shift-by-wire device 14 is temporarily stopped until the changeover switch 12 is opened. On the other hand, the power supply to the system controller 11 continues until the changeover switch 12 is opened.

図1の回路系は、上記した補機電力線35の短絡以外の異常が補機系に発生したときも、重要な補機(即ち、シフトバイワイヤ装置14とシステムコントローラ11)に電力を供給し続けることができる。切換スイッチ12は、通常(正常時)は閉じたままになっている。燃料電池30が動作不能の場合、システムコントローラ11は、切換スイッチ12を閉じた状態に維持しつつ、第1電圧コンバータ10を停止するとともに第2電圧コンバータ20を動作させる。切換スイッチ12が閉じられているので、第2電圧コンバータ20の出力電力は、補機電力線35を介して全ての補機へ供給される。 The circuit system of FIG. 1 continues to supply power to important auxiliary equipment (that is, shift-by-wire device 14 and system controller 11) even when an abnormality other than the short circuit of the auxiliary power line 35 described above occurs in the auxiliary equipment system. be able to. The changeover switch 12 is normally (normally) kept closed. When the fuel cell 30 is inoperable, the system controller 11 stops the first voltage converter 10 and operates the second voltage converter 20 while keeping the changeover switch 12 closed. Since the changeover switch 12 is closed, the output power of the second voltage converter 20 is supplied to all the auxiliary machines via the auxiliary power line 35.

第2電圧コンバータ20が動作不能の場合、システムコントローラ11は、第1電圧コンバータ10を動作させる。第1電圧コンバータ10の出力電力は、補機電力線35を介して全ての補機へ供給される。なお、第2電圧コンバータ20が動作不能の場合とは、第2電圧コンバータ20の故障のほか、何らかの要因で第2電圧コンバータ20への電力供給が停止した場合を含む。 When the second voltage converter 20 is inoperable, the system controller 11 operates the first voltage converter 10. The output power of the first voltage converter 10 is supplied to all the auxiliary machines via the auxiliary power line 35. The case where the second voltage converter 20 cannot operate includes a case where the power supply to the second voltage converter 20 is stopped for some reason in addition to the failure of the second voltage converter 20.

システムコントローラ11は、補機電力線35の短絡を検知すると、切換スイッチ12を開放するとともに、補機系で異常が発生したことを知らせる警告灯を点灯させる。燃料電池車100は、補機系で異常が発生しても、重要な補機(第1補機)には電力供給が継続されるので、走行を続けることができる。このとき、システムコントローラ11は、モータ7の最高出力を抑制するなど、異常発生時の特別走行モード(退避走行モード)に移行してもよい。 When the system controller 11 detects a short circuit in the auxiliary power line 35, the system controller 11 opens the changeover switch 12 and turns on a warning light indicating that an abnormality has occurred in the auxiliary equipment system. Even if an abnormality occurs in the auxiliary equipment system, the fuel cell vehicle 100 can continue to run because the power supply to the important auxiliary equipment (first auxiliary equipment) is continued. At this time, the system controller 11 may shift to a special traveling mode (evacuation traveling mode) when an abnormality occurs, such as suppressing the maximum output of the motor 7.

システムコントローラ11は、補機電力線35の短絡以外の異常を検知すると、切換スイッチ12を閉じた状態に保持しつつ、補機系で異常が発生したことを知らせる警告灯を点灯させる。さらに、システムコントローラ11は、システムメインリレー4よりもメインバッテリ3の側で短絡が生じた場合には、システムメインリレー4を開放する。そうすることで、燃料電池30の出力電力を使って走行を継続することができる。その場合も、システムコントローラ11は、モータ7の最高出力を抑制するなど、異常発生時の特別走行モード(退避走行モード)に移行してもよい。 When the system controller 11 detects an abnormality other than a short circuit of the auxiliary power line 35, the system controller 11 keeps the changeover switch 12 in the closed state and turns on a warning light notifying that an abnormality has occurred in the auxiliary equipment system. Further, the system controller 11 opens the system main relay 4 when a short circuit occurs on the side of the main battery 3 with respect to the system main relay 4. By doing so, the running can be continued using the output power of the fuel cell 30. Even in that case, the system controller 11 may shift to a special traveling mode (evacuation traveling mode) when an abnormality occurs, such as suppressing the maximum output of the motor 7.

また、例えば双方向DC−DCコンバータ5の内部で短絡故障が生じた場合にも、システムコントローラ11は、システムメインリレー4を開放する。メインバッテリ3の過電流を防止するためである。 Further, for example, even when a short-circuit failure occurs inside the bidirectional DC-DC converter 5, the system controller 11 opens the system main relay 4. This is to prevent overcurrent of the main battery 3.

実施例の燃料電池車100は、次の異常が発生した場合でも、重要な補機(シフトバイワイヤ装置14、システムコントローラ11)に電力を供給し続けることができる。(1)補機電力線35が短絡したとき。(2)燃料電池30が動作不能のとき。(3)第2電圧コンバータ20が動作不能のとき。(1)の場合、システムコントローラ11は、切換スイッチ12を開放するとともに第2電圧コンバータ20を動作させてシフトバイワイヤ装置14とシステムコントローラ11への電力供給を継続させる。(2)の場合、システムコントローラ11は、切換スイッチ12を閉じた状態に維持し、第1電圧コンバータ10を停止するとともに第2電圧コンバータ20を動作させて全ての補機への電力供給を継続させる。(3)の場合、システムコントローラ11は、第1電圧コンバータ10を動作させて全ての補機への電力供給を継続させる。 The fuel cell vehicle 100 of the embodiment can continue to supply electric power to important auxiliary devices (shift-by-wire device 14, system controller 11) even when the following abnormality occurs. (1) When the auxiliary power line 35 is short-circuited. (2) When the fuel cell 30 is inoperable. (3) When the second voltage converter 20 cannot operate. In the case of (1), the system controller 11 opens the changeover switch 12 and operates the second voltage converter 20 to continue supplying power to the shift-by-wire device 14 and the system controller 11. In the case of (2), the system controller 11 keeps the changeover switch 12 closed, stops the first voltage converter 10 and operates the second voltage converter 20 to continue supplying power to all auxiliary machines. Let me. In the case of (3), the system controller 11 operates the first voltage converter 10 to continue supplying power to all the auxiliary machines.

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例のシフトバイワイヤ装置14とシステムコントローラ11が請求項の「第1補機」の一例に相当する。シフトバイワイヤ装置14とシステムコントローラ11以外にも、補機電力線35の短絡後も電力供給を継続すべき第1補機が接続されていてもよい。実施例の第1バイパス電力線33、第2バイパス電力線34は、いずれも、請求項の「バイパス電力線」の一例に相当する。実施例のオーディオ装置15が、請求項の「第2補機」の一例に相当する。補機電力線35が短絡したら停止してもよい第2補機として、例えば、ルームランプなど、オーディオ以外のデバイスが接続されていてもよい。実施例のシステムコントローラ11が請求項の「コントローラ」の一例に相当する。 The points to be noted regarding the technique described in the examples will be described. The shift-by-wire device 14 and the system controller 11 of the embodiment correspond to an example of the "first auxiliary machine" of the claim. In addition to the shift-by-wire device 14 and the system controller 11, a first auxiliary device that should continue to supply power even after the auxiliary power line 35 is short-circuited may be connected. The first bypass power line 33 and the second bypass power line 34 of the embodiment correspond to an example of the "bypass power line" of the claim. The audio device 15 of the embodiment corresponds to an example of the "second auxiliary machine" of the claim. As a second auxiliary device that may be stopped when the auxiliary machine power line 35 is short-circuited, a device other than audio such as a room lamp may be connected. The system controller 11 of the embodiment corresponds to an example of the "controller" of the claim.

実施例のダイオード9a、9cが、請求項の「第1ダイオード」の一例に相当する。実施例のダイオード9b、9dが、請求項の「第2ダイオード」の一例に相当する。ダイオード9a、9bは、シフトバイワイヤ装置14に組み込まれていてもよい。ダイオード9cは、システムコントローラ11に組み込まれていてもよい。 The diodes 9a and 9c of the embodiment correspond to an example of the "first diode" of the claim. The diodes 9b and 9d of the embodiment correspond to an example of the "second diode" of the claim. The diodes 9a and 9b may be incorporated in the shift-by-wire device 14. The diode 9c may be incorporated in the system controller 11.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above. The technical elements described herein or in the drawings exhibit their technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the techniques illustrated in the present specification or drawings can achieve a plurality of purposes at the same time, and achieving one of the purposes itself has technical usefulness.

3:メインバッテリ
4:システムメインリレー
5:双方向DC−DCコンバータ
6:インバータ
7:モータ
9a−9d:ダイオード
10:第1電圧コンバータ
11:システムコントローラ
12:切換スイッチ
13:補機バッテリ
14:シフトバイワイヤ装置
15:オーディオ装置
20:第2電圧コンバータ
20a:第1出力端
20b:第2出力端
20c:入力端
22:変換主回路
22a:正極出力端
23:制御回路
25:キャパシタ
30:燃料電池
31:FC用電圧コンバータ
33:第1バイパス電力線
34:第2バイパス電力線
35:補機電力線
100:燃料電池車
G:グランド
3: Main battery 4: System main relay 5: Bidirectional DC-DC converter 6: Inverter 7: Motor 9a-9d: Diode 10: First voltage converter 11: System controller 12: Changeover switch 13: Auxiliary battery 14: Shift By-wire device 15: Audio device 20: Second voltage converter 20a: First output end 20b: Second output end 20c: Input end 22: Conversion main circuit 22a: Positive output end 23: Control circuit 25: Capacitor 30: Fuel cell 31 : FC voltage converter 33: 1st bypass power line 34: 2nd bypass power line 35: Auxiliary power line 100: Fuel battery vehicle G: Ground

Claims (1)

走行用モータに供給する電力を蓄えているメインバッテリと、
FC用電圧コンバータを介して前記メインバッテリと並列に接続されている燃料電池と、
メインバッテリよりも出力電力が低い補機バッテリと、
前記補機バッテリと、前記補機バッテリの出力電力で動作する第1補機及び第2補機を接続する補機電力線と、
前記燃料電池の出力電圧を降圧して前記補機電力線に供給する第1電圧コンバータと、
前記メインバッテリの出力電圧を降圧して前記補機電力線に供給する第2電圧コンバータと、
前記第2電圧コンバータと前記補機電力線の間の接続と遮断を切り換える切換スイッチと、
前記切換スイッチ及び前記補機電力線を介さずに前記第2電圧コンバータから前記第1補機へ電力を供給するバイパス電力線と、
前記第1補機から前記補機電力線への電流逆流を防止する第1ダイオードと、
前記第1補機から前記バイパス電力線を通じての前記補機電力線への電流逆流を防止する第2ダイオードと、
コントローラと、を備えており、
前記コントローラは、
前記補機電力線が短絡した場合は前記切換スイッチを開放するとともに前記第2電圧コンバータを動作させて前記バイパス電力線を介して前記第1補機へ電力を供給し、
前記燃料電池が動作不能の場合は前記切換スイッチを閉じ、前記第1電圧コンバータを停止するとともに前記第2電圧コンバータを動作させて前記第1補機及び前記第2補機へ電力を供給し、
前記第2電圧コンバータが動作不能の場合には前記第1電圧コンバータを動作させて前記第1補機及び前記第2補機に電力を供給する、
燃料電池車。
The main battery that stores the electric power supplied to the traction motor,
A fuel cell connected in parallel with the main battery via a voltage converter for FC,
Auxiliary battery with lower output power than main battery,
An auxiliary power line connecting the auxiliary battery and the first auxiliary and the second auxiliary that operate on the output power of the auxiliary battery.
A first voltage converter that steps down the output voltage of the fuel cell and supplies it to the auxiliary power line.
A second voltage converter that steps down the output voltage of the main battery and supplies it to the auxiliary power line.
A changeover switch for switching connection and disconnection between the second voltage converter and the auxiliary power line,
A bypass power line that supplies power from the second voltage converter to the first auxiliary machine without going through the changeover switch and the auxiliary power line.
A first diode that prevents current backflow from the first auxiliary machine to the auxiliary power line,
A second diode that prevents current backflow from the first auxiliary machine to the auxiliary power line through the bypass power line, and
It has a controller and
The controller
When the auxiliary power line is short-circuited, the changeover switch is opened and the second voltage converter is operated to supply power to the first auxiliary device via the bypass power line .
Wherein when the fuel cell is inoperable closing said changeover switch, supplies power the to first the first accessory by operating the second voltage converter stops the voltage converter and the second accessory,
It said supplying power to said first auxiliary and second auxiliary by operating the first voltage converter when the second voltage converter is inoperable,
Fuel cell vehicle.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP7103071B2 (en) * 2018-08-30 2022-07-20 トヨタ自動車株式会社 Vehicle power supply system
JP7024667B2 (en) 2018-08-30 2022-02-24 トヨタ自動車株式会社 Vehicle power system
JP7126416B2 (en) * 2018-09-20 2022-08-26 株式会社Subaru vehicle controller
US11305671B2 (en) * 2018-09-26 2022-04-19 Nissan Motor Co., Ltd. Method of controlling electric vehicle and electric vehicle system
CN112009275A (en) * 2020-09-01 2020-12-01 东风汽车集团有限公司 Integrated fuel cell double-high-voltage power supply and power supply system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006262577A (en) * 2005-03-16 2006-09-28 Toyota Motor Corp Power supply system
JP2007157477A (en) * 2005-12-05 2007-06-21 Toyota Motor Corp Fuel cell system
JP5015807B2 (en) * 2008-01-08 2012-08-29 トヨタ自動車株式会社 Power control device
JP2012205345A (en) * 2011-03-24 2012-10-22 Toyota Motor Corp Power supply circuit control system
JP5682438B2 (en) * 2011-04-28 2015-03-11 トヨタ自動車株式会社 Vehicle power supply system
KR101522544B1 (en) * 2013-10-25 2015-05-26 한국항공우주연구원 Power supply system with active power management device

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