JP6913788B2 - Fuel cell vehicle test system - Google Patents

Fuel cell vehicle test system Download PDF

Info

Publication number
JP6913788B2
JP6913788B2 JP2020067400A JP2020067400A JP6913788B2 JP 6913788 B2 JP6913788 B2 JP 6913788B2 JP 2020067400 A JP2020067400 A JP 2020067400A JP 2020067400 A JP2020067400 A JP 2020067400A JP 6913788 B2 JP6913788 B2 JP 6913788B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
auxiliary battery
electric motor
power supply
cell vehicle
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.)
Active
Application number
JP2020067400A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020122796A (en
Inventor
峰之 駒田
峰之 駒田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2015244095A external-priority patent/JP6770309B2/en
Application filed by Horiba Ltd filed Critical Horiba Ltd
Priority to JP2020067400A priority Critical patent/JP6913788B2/en
Publication of JP2020122796A publication Critical patent/JP2020122796A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6913788B2 publication Critical patent/JP6913788B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Description

本発明は、燃料電池車を評価等のために試験する燃料電池車試験システム等に関し、特に燃料電池車の動力系試験に好適に用いられるものに関する。 The present invention relates to a fuel cell vehicle test system or the like for testing a fuel cell vehicle for evaluation or the like, and particularly to a system preferably used for a power system test of a fuel cell vehicle.

燃料電池車に搭載する前の動力系の性能確認や、開発途上の動力系の評価をするために、その動力系を単体で試験するシステムが知られている(例えば、特許文献1)。この特許文献1では、燃料電池車の動力系(ここでは電動モータ及びその制御装置)をダイナモに接続し、該動力系の評価試験を行う構成が記載されている。この構成において、電動モータには、電力を供給したり回生電力を蓄電したりするための実際の燃料電池や補助バッテリが接続されている。 In order to confirm the performance of a power system before mounting it on a fuel cell vehicle and to evaluate a power system under development, a system for testing the power system alone is known (for example, Patent Document 1). Patent Document 1 describes a configuration in which a power system of a fuel cell vehicle (here, an electric motor and its control device) is connected to a dynamo and an evaluation test of the power system is performed. In this configuration, an actual fuel cell or auxiliary battery for supplying electric power or storing regenerative electric power is connected to the electric motor.

しかしながら、上述したシステムでは、実際の燃料電池を用いている関係上、高圧水素タンク等が必要になり、その取り扱いなどに係る安全性等の問題が生じる。そのため、周囲設備が大掛かりになったり、安全性担保のための段取りに多大な手間がかかったりする。 However, in the above-mentioned system, since a high-pressure hydrogen tank or the like is required because an actual fuel cell is used, there arises a problem such as safety related to the handling thereof. Therefore, the surrounding equipment becomes large-scale, and it takes a lot of time and effort to set up for safety assurance.

また、燃料電池は、温度や湿度、水素圧などの影響を受けて状態が変わるため、例えば同一条件での反復試験が難しく、開発や不具合特定を円滑に図れない恐れもある。 In addition, since the state of a fuel cell changes under the influence of temperature, humidity, hydrogen pressure, etc., it is difficult to carry out repeated tests under the same conditions, for example, and there is a risk that development and defect identification cannot be carried out smoothly.

特開2001−91410号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-91410

そこで本発明は、燃料電池車の動力系単体での試験を、より簡単で安全に、しかも高い信頼性で実施することができるようにすべく図ったものである。 Therefore, the present invention has been made so that the test of the power system of the fuel cell vehicle alone can be carried out more easily, safely and with high reliability.

すなわち、本発明に係る燃料電池車試験システムは、燃料電池車に搭載される電動モータの出力軸に接続されて、該電動モータに模擬走行負荷を与えるダイナモメータと、当該燃料電池車に搭載される燃料電池の動作を模擬し、前記燃料電池から前記電動モータに供給されるべき電力を前記電動モータに与える供給電力シミュレータとを具備することを特徴とする。 That is, the fuel cell vehicle test system according to the present invention is mounted on the fuel cell vehicle and a dynamometer connected to the output shaft of the electric motor mounted on the fuel cell vehicle to give a simulated running load to the electric motor. It is characterized by including a supply power simulator that simulates the operation of a fuel cell and supplies power to be supplied from the fuel cell to the electric motor to the electric motor.

このようなものであれば、燃料電池車の動力系の試験にあたって、燃料電池は不要となり、それに伴って高圧水素タンクなども不要となるので、簡便な設備でより安全に試験をすることができるようになる。また、模擬燃料電池を使うので、実際の燃料電池のような不測の変動要因がなく、反復信頼性の高い試験をすることが可能になる。 If this is the case, the fuel cell will not be required when testing the power system of the fuel cell vehicle, and the high-pressure hydrogen tank will also be unnecessary, so the test can be performed more safely with simple equipment. Will be. In addition, since a simulated fuel cell is used, there is no unexpected fluctuation factor unlike an actual fuel cell, and it is possible to perform a test with high repetitive reliability.

燃料電池車には、燃料電池を補助する補助バッテリが搭載される場合がある。前記供給電力シミュレータが、該補助バッテリの動作を模擬する機能をも有したものであれば、さらに簡便で反復信頼性の高い試験を行うことができる。 Fuel cell vehicles may be equipped with an auxiliary battery that assists the fuel cell. If the power supply simulator also has a function of simulating the operation of the auxiliary battery, a simpler and more repetitive and reliable test can be performed.

具体的な実施態様としては、前記供給電力シミュレータが、試験状況に応じて、燃料電池の動作を模擬する場合と、補助バッテリの動作を模擬する場合とに切り替わるように構成してあるものを挙げることができ、より好ましくは、試験状況に応じて、燃料電池及び補助バッテリ双方の動作を同時に模擬する場合にも切り替わるように構成してあるものを挙げることができる。 As a specific embodiment, the power supply simulator is configured to switch between a case of simulating the operation of the fuel cell and a case of simulating the operation of the auxiliary battery according to the test situation. It can be mentioned, and more preferably, the one which is configured to switch even when the operation of both the fuel cell and the auxiliary battery is simulated at the same time according to the test situation.

例えば車両メーカ等のユーザが独自に有するような、燃料電池に対する制御シーケンスを自在に搭載できるようにして、ユーザによる燃料電池車の開発等の便に資するには、アクセル開度やブレーキ踏度等に係る走行データに少なくとも基づいて、燃料電池を制御するメイン制御装置をさらに具備し、該メイン制御装置の制御シーケンスデータをユーザが書き換え可能に構成してあるものが好ましい。 For example, in order to make it possible for users such as vehicle manufacturers to freely install control sequences for fuel cells and to contribute to the development of fuel cell vehicles by users, accelerator opening, brake step, etc. It is preferable that a main control device for controlling the fuel cell is further provided based on at least the traveling data according to the above, and the control sequence data of the main control device is rewritable by the user.

このようなものであれば、燃料電池車の動力系を簡便にかつ安全に試験することができるようになるだけでなく、試験の反復信頼性を向上させることができるようにもなる。 With such a thing, not only can the power system of the fuel cell vehicle be tested easily and safely, but also the repetitive reliability of the test can be improved.

本発明の一実施形態における燃料電池車試験システムを示す全体模式図。The whole schematic diagram which shows the fuel cell vehicle test system in one Embodiment of this invention. 同実施形態における供給電力シミュレータの等価回路。An equivalent circuit of the power supply simulator in the same embodiment. 同実施形態におけるメイン制御装置の機能ブロック図。The functional block diagram of the main control device in the same embodiment. 燃料電池のI−V特性マップの一例。An example of an IV characteristic map of a fuel cell.

以下に、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態に係る燃料電池車試験システム100は、燃料電池車の動力系PUを単体で試験するものであり、図1に示すように、ダイナモメータ11、走行データ付与装置2、メイン制御装置4及び供給電力シミュレータ3を有している。 The fuel cell vehicle test system 100 according to the present embodiment tests the power system PU of the fuel cell vehicle as a single unit, and as shown in FIG. 1, the dynamometer 11, the traveling data adding device 2, and the main control device 4 And has a power supply simulator 3.

ここでの動力系PUとは、燃料電池車に搭載される走行用電動モータM(以下、単に電動モータMともいう。)、該電動モータMを駆動制御するインバータ式モータ駆動制御装置INV(以下、単にモータ駆動制御装置INVともいう。)である。
次に、この燃料電池車試験システム100の各部を説明する。
The power system PU here refers to a traveling electric motor M (hereinafter, also simply referred to as an electric motor M) mounted on a fuel cell vehicle, and an inverter type motor drive control device INV (hereinafter, simply referred to as an electric motor M) for driving and controlling the electric motor M. , It is also simply referred to as a motor drive control device INV).
Next, each part of the fuel cell vehicle test system 100 will be described.

前記ダイナモメータ1は、前記電動モータMの出力軸Sに、路上走行で作用する負荷又は駆動力を模擬して与えるものである。具体的にこのものは、図示しないが、車体の重量等によって生じる慣性力を再現するフライホールと、路上走行での抵抗等を再現するための電動機及びその制御装置とを備えており、ここでは、例えばエンジン車に用いられるものと同等のものが用いられている。 The dynamometer 1 simulates and applies a load or a driving force acting on the road traveling to the output shaft S of the electric motor M. Specifically, although not shown, this one is provided with a fly hole that reproduces the inertial force generated by the weight of the vehicle body and the like, and an electric motor and its control device for reproducing resistance and the like when traveling on the road. For example, the same one used for an engine vehicle is used.

走行データ付与装置2は、例えば、CPU、メモリ、通信ポートなどを有した情報処理装置(コンピュータ)である。このものは、試験で用いられるいくつかの運転パターンを記憶しており、例えばオペレータによって試験での運転パターンが定められると、その運転パターンにおけるアクセル開度データやブレーキ踏度データ等の走行データを前記メイン制御装置4に送信する。 The travel data addition device 2 is, for example, an information processing device (computer) having a CPU, a memory, a communication port, and the like. This memorizes some driving patterns used in the test. For example, when the driving pattern in the test is determined by the operator, the driving data such as the accelerator opening data and the brake step data in the driving pattern are stored. It is transmitted to the main control device 4.

メイン制御装置4は、例えば、CPU、メモリ、通信ポートなどを有した情報処理装置(コンピュータ)であり、機能的にいえば、図3に示すように、種々のパラメータに基づいて前記モータ駆動制御装置INVや燃料電池あるいは補助バッテリ等を制御するためのメイン制御部4aと、前記パラメータを受け付けるパラメータ受付部4bと、前記メイン制御部4aの制御シーケンスデータを受け付ける制御シーケンスデータ受付部4cとを有したものである。 The main control device 4 is, for example, an information processing device (computer) having a CPU, a memory, a communication port, and the like. Functionally speaking, as shown in FIG. 3, the motor drive control is based on various parameters. It has a main control unit 4a for controlling an apparatus INV, a fuel cell, an auxiliary battery, etc., a parameter reception unit 4b for receiving the parameters, and a control sequence data reception unit 4c for receiving control sequence data of the main control unit 4a. It was done.

前記パラメータ受付部4bが受け付けるパラメータとは、前記走行データや、モータ駆動制御装置INVから送信されてくるモータ電流、モータ回転数等に係るモータ状態データ、あるいは、燃料電池から取得される発電量、燃料(水素)残量等に係る燃料電池状態データや、補助バッテリから取得される発電/充電量、残電力量等に係る補助バッテリ状態データ等のことである。 The parameters received by the parameter receiving unit 4b are the traveling data, the motor current transmitted from the motor drive control device INV, the motor state data related to the motor rotation speed, and the amount of power generation acquired from the fuel cell. It refers to fuel cell status data related to the remaining amount of fuel (hydrogen), auxiliary battery status data related to power generation / charge amount, remaining power amount, etc. acquired from the auxiliary battery.

前記メイン制御部4aは、前記走行データ、前記モータ状態データ、燃料電池データ、補助バッテリデータ等に基づいて、モータ駆動制御装置INV、燃料電池及び補助バッテリを制御するものである。モータ駆動制御装置INVに対しては、例えばモータ駆動周波数の設定等を行い、燃料電池及び補助バッテリに対しては、例えば水素供給量の制御やいずれのバッテリを用いるかなどの切り替えに係る制御等を、メモリに記憶させた制御シーケンスデータにしたがって行う。 The main control unit 4a controls the motor drive control device INV, the fuel cell, and the auxiliary battery based on the traveling data, the motor state data, the fuel cell data, the auxiliary battery data, and the like. For the motor drive control device INV, for example, the motor drive frequency is set, and for the fuel cell and the auxiliary battery, for example, control of the hydrogen supply amount and control of switching which battery is used, etc. Is performed according to the control sequence data stored in the memory.

前記制御シーケンスデータ受付部4cは、上述したように、制御シーケンスデータを受け付けるものである。この制御シーケンスデータは、通信やメモリカードなどから取得されるものであり、書き換え可能である。かかる制御シーケンスデータ受付部4cを設けているのは、ユーザ(例えば車両メーカ)ごとに、走行状態や燃料電池状態等に応じたモータ駆動制御や燃料電池制御が異なり、かつ、それがノウハウである場合が多く、この制御シーケンスデータ受付部4cを設けておくことによって、ユーザが自身で自在に制御シーケンスデータを定めたり、修正したりして、このメイン制御装置4に搭載できるようにするためである。なお、この実施形態では、デフォルトとしての制御シーケンスデータを予め定めてある。 As described above, the control sequence data receiving unit 4c receives the control sequence data. This control sequence data is acquired from communication, a memory card, or the like, and is rewritable. The reason why the control sequence data receiving unit 4c is provided is that the motor drive control and the fuel cell control according to the running state, the fuel cell state, etc. are different for each user (for example, the vehicle manufacturer), and that is the know-how. In many cases, by providing the control sequence data receiving unit 4c, the user can freely determine or modify the control sequence data by himself / herself so that the control sequence data can be mounted on the main control device 4. be. In this embodiment, the control sequence data as the default is predetermined.

前記供給電力シミュレータ3は、物理的にいえば、図1に示すように、例えば、商用交流電源ACから出力される交流電流を直流電流に変換する直流変換器31と、前記直流変換器31を制御して、その出力電流及び出力電圧を所望の値に制御する電力制御装置32とを具備した電気回路であり、機能的にいえば、燃料電池車に搭載される燃料電池及び補助バッテリ(充電可能な例えば鉛蓄電池やリチウムイオン電池などの二次電池)の動作を模擬するものである。 Physically speaking, as shown in FIG. 1, the power supply simulator 3 includes, for example, a DC converter 31 that converts an AC current output from a commercial AC power supply AC into a DC current, and the DC converter 31. It is an electric circuit provided with a power control device 32 that controls and controls the output current and output voltage to a desired value. Functionally speaking, it is a fuel cell and an auxiliary battery (charging) mounted on a fuel cell vehicle. It simulates the operation of possible (secondary batteries such as lead storage batteries and lithium ion batteries).

具体的に説明する。
前記直流変換器31は、AC/DCコンバータ(図示しない)、又はAC/DCコンバータにDC/DCコンバータ(図示しない)を付加したものであり、例えばスイッチング素子(図示しない)のタイミング制御等によって出力電圧や入出力インピーダンスを調整できるように構成されたものである。
This will be described in detail.
The DC converter 31 is an AC / DC converter (not shown) or an AC / DC converter to which a DC / DC converter (not shown) is added, and is output by, for example, timing control of a switching element (not shown). It is configured so that the voltage and input / output impedance can be adjusted.

前記電力制御装置32は、CPU、メモリ、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ、入出力ポートなどを具備した電子回路であり、前記メモリに記憶された所定のプログラムに従って前記直流変換器31を制御することにより、燃料電池の動作をシミュレートする燃料電池模擬部32aや、補助バッテリの動作をシミュレートする補助バッテリ模擬部32b等(図2に示す。)としての機能を該供給電力シミュレータ3に発揮させるものである。 The power control device 32 is an electronic circuit including a CPU, a memory, an A / D converter, a D / A converter, an input / output port, and the like, and controls the DC converter 31 according to a predetermined program stored in the memory. By doing so, the power supply simulator 3 is provided with functions as a fuel cell simulating unit 32a that simulates the operation of the fuel cell, an auxiliary battery simulating unit 32b that simulates the operation of the auxiliary battery, and the like (shown in FIG. 2). It is something that can be demonstrated.

前記燃料電池模擬部32aは、燃料電池が化学反応によって電力を生成するものであるから、本来、その化学反応に基づいたシミュレートをするものであることが好ましい。しかしながら、上述の構成にすると演算に時間がかかり、リアルタイム性が犠牲になる恐れがある。そこで、この実施形態では、演算高速化を重視して、燃料電池模擬部32aは、図2に示すように、内部インピーダンスや応答性の点において実際の燃料電池と概略同等な等価回路に基づいて、燃料電池が出力すべき電圧及び電流を算出し、その電圧及び電流を前記直流変換器31が出力するように、指令信号を送信するものである。前記等価回路は、予め前記メモリに記憶させてある。 Since the fuel cell generates electric power by a chemical reaction, the fuel cell simulating unit 32a is preferably simulated based on the chemical reaction. However, with the above configuration, the calculation takes time, and the real-time property may be sacrificed. Therefore, in this embodiment, with an emphasis on speeding up the calculation, the fuel cell simulating unit 32a is based on an equivalent circuit that is substantially equivalent to an actual fuel cell in terms of internal impedance and responsiveness, as shown in FIG. The voltage and current to be output by the fuel cell are calculated, and a command signal is transmitted so that the DC converter 31 outputs the voltage and current. The equivalent circuit is stored in the memory in advance.

また、燃料電池が動作すれば、燃料たる水素が消費されるが、この燃料電池模擬部32aは、水素消費量も演算によって求め、残燃料をも算出して出力可能に構成してある。水素消費量は、例えば、出力電流×時間×係数で算出するようにしている。 Further, if the fuel cell operates, hydrogen as fuel is consumed, but the fuel cell simulation unit 32a also calculates the hydrogen consumption amount by calculation, and also calculates the remaining fuel so that it can be output. The hydrogen consumption is calculated by, for example, output current × time × coefficient.

なお、前記等価回路による方式の他、例えば、図4に示すような燃料電池のIV特性マップをメモリに記憶させておき、このIV特性マップから燃料電池の出力(電流及び/又は電圧)を算出するようにしてもよい。 In addition to the method using the equivalent circuit, for example, the IV characteristic map of the fuel cell as shown in FIG. 4 is stored in the memory, and the output (current and / or voltage) of the fuel cell is calculated from this IV characteristic map. You may try to do so.

前記補助バッテリ模擬部32bは、前記燃料電池模擬部32a同様、内部インピーダンスや応答性の点において実際の補助バッテリと概略同等な等価回路(図2に示す。)に基づいて、補助バッテリ出力すべき電圧及び電流を算出し、その電圧及び電流を前記直流変換器31が出力するように、指令信号を送信するものである。 Like the fuel cell simulating unit 32a, the auxiliary battery simulating unit 32b should output an auxiliary battery based on an equivalent circuit (shown in FIG. 2) that is substantially equivalent to an actual auxiliary battery in terms of internal impedance and responsiveness. The voltage and current are calculated, and a command signal is transmitted so that the DC converter 31 outputs the voltage and current.

なお、前記等価回路は予め前記メモリに記憶させてある。この等価回路の他、例えば、補助バッテリのIV特性マップ(図示しない)を予めメモリに記憶させておき、このマップから補助バッテリの出力や入力を算出するようにしてもよい。 The equivalent circuit is stored in the memory in advance. In addition to this equivalent circuit, for example, an IV characteristic map (not shown) of the auxiliary battery may be stored in a memory in advance, and the output and input of the auxiliary battery may be calculated from this map.

また、補助バッテリは電動モータMからの回生電力によって充電されることもあるので、ここでの補助バッテリ模擬部32bは、電動モータMが発電機として作用しているときには、電動モータMからモータ駆動制御装置INVを介して戻ってくる電力が、前記等価回路に基づいて算出した電流、電圧となるように、該供給電力シミュレータ3の例えば入力インピーダンスを制御することができるようにも構成してある。このとき補助バッテリ模擬部32bは、補助バッテリの充電量を算出して出力するようにもしてある。 Further, since the auxiliary battery may be charged by the regenerated electric power from the electric motor M, the auxiliary battery simulation unit 32b here is driven by the electric motor M when the electric motor M is operating as a generator. It is also configured so that, for example, the input impedance of the supply power simulator 3 can be controlled so that the power returned via the control device INV becomes the current and voltage calculated based on the equivalent circuit. .. At this time, the auxiliary battery simulating unit 32b also calculates and outputs the charge amount of the auxiliary battery.

次に、かかる構成の燃料電池車試験システム100の動作の一例を説明する。
ここでは、燃料電池車においての制御シーケンスとして、燃料電池を電動モータMに電力を供給するときに用い、また、補助バッテリを、電動モータMから回生される電力を蓄え、あるいは燃料電池の出力が低下したときの補助電力源として用いる場合について説明する。
Next, an example of the operation of the fuel cell vehicle test system 100 having such a configuration will be described.
Here, as a control sequence in the fuel cell vehicle, the fuel cell is used when supplying electric power to the electric motor M, and the auxiliary battery is used to store the electric power regenerated from the electric motor M, or the output of the fuel cell is output. The case where it is used as an auxiliary power source when it is lowered will be described.

前記走行データやモータ状態データ等から、例えば、加速時など、実際の車両であれば燃料電池から電動モータMに電力を供給する試験状況であると、前記メイン制御装置4が判断した場合には、このメイン制御装置4は、燃料電池に所定の電力を出力させるような制御信号を、前記供給電力シミュレータ3に送信する。 When the main control device 4 determines from the traveling data, the motor state data, and the like that it is a test situation in which electric power is supplied from the fuel cell to the electric motor M in an actual vehicle, for example, during acceleration. The main control device 4 transmits a control signal for causing the fuel cell to output a predetermined power to the power supply simulator 3.

すると、前記燃料電池模擬部32aが、この制御信号を受信して、燃料電池の等価回路等に基づいて出力されるべき電圧及び電流を算出し、これを直流変換器31から出力させる。このとき実際には燃料たる水素が消費されるから、この燃料電池模擬部32aは、その水素消費量を演算によって求め、残燃料をも算出して記憶するとともにメイン制御装置4に送信する。 Then, the fuel cell simulating unit 32a receives this control signal, calculates the voltage and current to be output based on the equivalent circuit of the fuel cell, etc., and outputs this from the DC converter 31. At this time, hydrogen as fuel is actually consumed, so the fuel cell simulation unit 32a obtains the hydrogen consumption amount by calculation, calculates and stores the remaining fuel, and transmits it to the main control device 4.

また、同試験において、前記走行データやモータ状態データ等から、例えばアクセルを離したときの惰性走行や、下り坂走行など、実際の車両であれば、電動モータMが発電機として機能して補助バッテリに充電される状況である、と前記メイン制御装置4が判断した場合は、該メイン制御装置4は、燃料電池の出力を停止させるとともに補助バッテリに充電させるような制御信号を生成して、これを供給電力シミュレータ3に送信する。 Further, in the same test, the electric motor M functions as a generator to assist the actual vehicle, such as coasting when the accelerator is released or downhill running, based on the running data, the motor state data, and the like. When the main control device 4 determines that the battery is being charged, the main control device 4 generates a control signal for stopping the output of the fuel cell and charging the auxiliary battery. This is transmitted to the power supply simulator 3.

すると、前記燃料電池模擬部32aはその機能を停止する一方、前記補助バッテリ模擬部32bが、補助バッテリの等価回路等に基づいて、補助バッテリに充電されるべき電圧及び電流を算出し、その算出した電流及び電圧となるように、該供給電力シミュレータ3の例えば入力インピーダンスを制御する。 Then, the fuel cell simulating unit 32a stops its function, while the auxiliary battery simulating unit 32b calculates the voltage and current to be charged in the auxiliary battery based on the equivalent circuit of the auxiliary battery and the like, and calculates the voltage and current. For example, the input impedance of the power supply simulator 3 is controlled so as to obtain the current and voltage.

一方、同試験中に、例えば、燃料電池状態データ等から、燃料電池模擬部32aで算出した残存水素量が低減していて、実際の車両であれば、燃料電池からの出力が停止し、補助バッテリのみによって車両が駆動される状況にある、と前記メイン制御装置4が判断した場合は、該メイン制御装置4は、燃料電池の出力を停止させるとともに補助バッテリからモータに電力を供給させるような制御信号を生成して供給電力シミュレータ3に送信する。 On the other hand, during the same test, for example, the amount of residual hydrogen calculated by the fuel cell simulation unit 32a from the fuel cell status data and the like is reduced, and in the case of an actual vehicle, the output from the fuel cell is stopped and assisted. When the main control device 4 determines that the vehicle is driven only by the battery, the main control device 4 stops the output of the fuel cell and supplies power to the motor from the auxiliary battery. A control signal is generated and transmitted to the power supply simulator 3.

すると、燃料電池模擬部32aがその動作を停止するとともに、前記補助バッテリ模擬部32bが、補助バッテリの等価回路等に基づいて算出された電流及び電圧を電動モータMへ出力し、あるいは電動モータMから電流及び電圧が入力されるようにする。 Then, the fuel cell simulating unit 32a stops its operation, and the auxiliary battery simulating unit 32b outputs the current and voltage calculated based on the equivalent circuit of the auxiliary battery or the like to the electric motor M, or the electric motor M. Allow current and voltage to be input from.

しかしてこのような構成によれば、燃料電池車の動力系PUの試験にあたって、燃料電池を準備することは不要となり、それに伴って高圧水素タンクなども不要となるので、簡便な設備でより安全に試験をすることができるようになる。 However, according to such a configuration, it is not necessary to prepare a fuel cell when testing the power system PU of a fuel cell vehicle, and a high-pressure hydrogen tank is not required accordingly, so that it is safer with simple equipment. You will be able to test.

また、模擬燃料電池と模擬補助バッテリを使うので、実際の燃料電池や補助バッテリーのような不測の変動要因がなく、反復信頼性の高い試験をすることが可能となり、動力系の開発時間短縮や不具合解決に好適に資することができる。
なお、本発明は前記実施形態に限られない。
例えば、供給電力シミュレータに補助バッテリ模擬部は必ずしも必要なく、実際の補助バッテリを用いるようにしてもよい。
In addition, since a simulated fuel cell and a simulated auxiliary battery are used, there are no unexpected fluctuation factors like the actual fuel cell and auxiliary battery, and it is possible to perform repeated and highly reliable tests, shortening the development time of the power system and shortening the development time. It can contribute to solving problems.
The present invention is not limited to the above embodiment.
For example, the power supply simulator does not necessarily need an auxiliary battery simulation unit, and an actual auxiliary battery may be used.

また、前記供給電力シミュレータでは、燃料電池模擬部と補助バッテリ模擬部とのいずれか一方が、試験状況に応じて、選択的に機能するようにしていたが、実際の車両におけるシステムによっては、双方が同時に動作するように構成してもよい。 Further, in the power supply simulator, either one of the fuel cell simulation unit and the auxiliary battery simulation unit is made to function selectively according to the test situation, but depending on the system in the actual vehicle, both of them are used. May be configured to operate at the same time.

走行データ付与装置、メイン制御装置、及び供給電力シミュレータの電力制御装置は、物理的に別々である必要はなく、全ての機能を単一のコンピュータに担わせてもよいし、各機能をさらに細分化したり、機能単位を前記実施形態とは異ならせて、通信可能に構成された複数のコンピュータにそれらの機能を担わせてもよい。
その他、反発明は、その趣旨に反しない限りにおいて様々な変形や組み合わせを行っても構わない。
The driving data addition device, the main control device, and the power control device of the power supply simulator do not have to be physically separate, and all the functions may be performed by a single computer, or each function may be further subdivided. Or, the functional unit may be different from that of the above-described embodiment, and a plurality of computers configured to be communicable may be responsible for those functions.
In addition, the anti-invention may be modified or combined in various ways as long as it does not contradict the purpose.

100・・・燃料電池車試験システム
M・・・電動モータ
S・・・出力軸
1・・・ダイナモメータ
3・・・供給電力シミュレータ
4・・・メイン制御装置
100 ・ ・ ・ Fuel cell vehicle test system M ・ ・ ・ Electric motor S ・ ・ ・ Output shaft 1 ・ ・ ・ Dynamometer 3 ・ ・ ・ Power supply simulator 4 ・ ・ ・ Main control device

Claims (8)

燃料電池車に搭載される電動モータの出力軸に接続されて、該電動モータに模擬走行負荷を与えるダイナモメータと、
当該燃料電池車に搭載される燃料電池の動作を水素タンクを用いずに模擬するとともに、前記燃料電池車に搭載されて電動モータに補助電力を与える補助バッテリの動作を模擬し、前記燃料電池から前記電動モータに供給されるべき電力を算出し、当該電力を前記電動モータに与える供給電力シミュレータとを具備し、
前記供給電力シミュレータが、試験状況に応じて、燃料電池の動作を模擬する場合と、補助バッテリの動作を模擬する場合とに切り替わるように構成してある燃料電池車試験システム。
A dynamometer that is connected to the output shaft of an electric motor mounted on a fuel cell vehicle and gives a simulated running load to the electric motor.
The operation of the fuel cell mounted on the fuel cell vehicle is simulated without using a hydrogen tank, and the operation of the auxiliary battery mounted on the fuel cell vehicle to supply auxiliary power to the electric motor is simulated from the fuel cell. A power supply simulator that calculates the electric power to be supplied to the electric motor and supplies the electric power to the electric motor is provided.
A fuel cell vehicle test system in which the power supply simulator is configured to switch between a case of simulating the operation of a fuel cell and a case of simulating the operation of an auxiliary battery according to a test situation.
アクセル開度又はブレーキ踏度からなる走行データ、前記電動モータのモータ回転数からなるモータ状態データに少なくとも基づいて、前記供給電力シミュレータを制御するメイン制御装置をさらに具備し、
前記メイン制御装置が、前記走行データ又は前記モータ状態データから、加速時であると判断した場合には、前記燃料電池が所定の電力を出力するのを模擬するように前記供給電力シミュレータを制御し、
前記メイン制御装置が、前記走行データ又はモータ状態データから、前記電動モータが発電機として機能して前記補助バッテリが充電される状況であると判断した場合には、前記燃料電池の出力が停止されるとともに前記補助バッテリが充電されるのを模擬するように前記供給電力シミュレータを制御する請求項1記載の燃料電池車試験システム。
A main control device for controlling the power supply simulator is further provided based on at least the traveling data consisting of the accelerator opening or the brake step and the motor state data consisting of the motor rotation speed of the electric motor.
When the main control device determines from the traveling data or the motor state data that the vehicle is accelerating, the power supply simulator is controlled so as to simulate the output of a predetermined power by the fuel cell. ,
When the main control device determines from the traveling data or the motor state data that the electric motor functions as a generator and the auxiliary battery is charged, the output of the fuel cell is stopped. The fuel cell vehicle test system according to claim 1, wherein the power supply simulator is controlled so as to simulate charging of the auxiliary battery.
前記供給電力シミュレータが、入力インピーダンスを制御可能に構成されており、
前記メイン制御装置が、前記補助バッテリが充電される状況であると判断した場合には、前記補助バッテリに充電されるべき電圧及び電流となるように前記供給電力シミュレータの入力インピーダンスを制御する請求項2記載の燃料電池車試験システム。
The power supply simulator is configured to be able to control the input impedance.
A claim that controls the input impedance of the power supply simulator so that the main control device determines that the auxiliary battery is in a state of being charged, so that the voltage and current should be charged to the auxiliary battery. 2. The fuel cell vehicle test system described.
前記供給電力シミュレータが、動作を模擬する燃料電池の水素消費量を演算によって算出するように構成されており、
前記メイン制御装置が、前記水素消費量から残存水素量が所定量以下となり、前記補助バッテリのみによって燃料電池車が駆動される状況であると判断している場合には、前記燃料電池の出力が停止するとともに前記補助バッテリから前記電動モータに電力が供給されるのを模擬するように供給電力シミュレータを制御する請求項2又は3記載の燃料電池車試験システム。
The power supply simulator is configured to calculate the hydrogen consumption of the fuel cell that simulates the operation by calculation.
When the main control device determines that the residual hydrogen amount is equal to or less than a predetermined amount from the hydrogen consumption amount and the fuel cell vehicle is driven only by the auxiliary battery, the output of the fuel cell is output. The fuel cell vehicle test system according to claim 2 or 3, wherein the fuel cell vehicle test system controls the power supply simulator so as to stop and simulate power being supplied from the auxiliary battery to the electric motor.
前記供給電力シミュレータが、試験状況に応じて、燃料電池及び補助バッテリ双方の動作を同時に模擬する場合にも切り替わるように構成してある請求項2乃至4いずれかに記載の燃料電池車試験システム。 The fuel cell vehicle test system according to any one of claims 2 to 4, wherein the power supply simulator is configured to switch even when the operation of both the fuel cell and the auxiliary battery is simulated at the same time according to the test situation. 前記メイン制御装置の制御シーケンスデータをユーザが書き換え可能に構成されており、
制御シーケンスデータにしたがって、前記メイン制御装置による前記供給電力シミュレータの燃料電池又は補助バッテリの模擬動作に関する制御が変更可能に構成されていることを特徴とする請求項2乃至5いずれかに記載の燃料電池車試験システム。
The control sequence data of the main control device is configured to be rewritable by the user.
The fuel according to any one of claims 2 to 5, wherein the control regarding the simulated operation of the fuel cell or the auxiliary battery of the power supply simulator by the main control device can be changed according to the control sequence data. Battery car test system.
前記メイン制御装置が、前記電動モータを制御するモータ駆動制御装置に対してモータ駆動周波数を設定する請求項2乃至6いずれかに記載の燃料電池車試験システム。 The fuel cell vehicle test system according to any one of claims 2 to 6, wherein the main control device sets a motor drive frequency for a motor drive control device that controls the electric motor. 燃料電池車に搭載される電動モータの出力軸に接続されて、該電動モータに模擬走行負荷を与えるダイナモメータを具備した燃料電池車試験システムに搭載されるプログラムであって、
CPUを具備した電気回路に、当該燃料電池車に搭載される燃料電池の動作を水素タンクを用いずに模擬するとともに、前記燃料電池車に搭載されて前記電動モータに補助電力を与える補助バッテリの動作を模擬し、前記燃料電池又は前記補助バッテリから前記電動モータに供給されるべき電力を算出し、当該電力を前記電動モータに与える供給電力シミュレーション機能を発揮させ、
前記供給電力シミュレーション機能が、試験状況に応じて、燃料電池の動作を模擬する場合と、補助バッテリの動作を模擬する場合とに切り替わるように構成してあることを特徴とするプログラム。
A program installed in a fuel cell vehicle test system equipped with a dynamometer that is connected to the output shaft of an electric motor mounted on the fuel cell vehicle and applies a simulated running load to the electric motor.
An auxiliary battery mounted on the fuel cell vehicle and providing auxiliary power to the electric motor while simulating the operation of the fuel cell mounted on the fuel cell vehicle in an electric circuit equipped with a CPU without using a hydrogen tank. The operation is simulated, the electric power to be supplied to the electric motor from the fuel cell or the auxiliary battery is calculated, and the power supply simulation function of giving the electric power to the electric motor is exerted.
The program is characterized in that the power supply simulation function is configured to switch between a case of simulating the operation of a fuel cell and a case of simulating the operation of an auxiliary battery according to a test situation.
JP2020067400A 2015-12-15 2020-04-03 Fuel cell vehicle test system Active JP6913788B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020067400A JP6913788B2 (en) 2015-12-15 2020-04-03 Fuel cell vehicle test system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015244095A JP6770309B2 (en) 2015-12-15 2015-12-15 Fuel cell vehicle test system
JP2020067400A JP6913788B2 (en) 2015-12-15 2020-04-03 Fuel cell vehicle test system

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015244095A Division JP6770309B2 (en) 2015-12-15 2015-12-15 Fuel cell vehicle test system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020122796A JP2020122796A (en) 2020-08-13
JP6913788B2 true JP6913788B2 (en) 2021-08-04

Family

ID=71992567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020067400A Active JP6913788B2 (en) 2015-12-15 2020-04-03 Fuel cell vehicle test system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6913788B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113155473A (en) * 2021-03-19 2021-07-23 宁波瑞东技术转移有限公司 Power drive system test platform for fuel cell automobile
CN115064736B (en) * 2022-07-07 2024-02-23 浙大城市学院 Testing device and method for hydrogen fuel cell

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020122796A (en) 2020-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109375611B (en) Hardware-in-loop test system for vehicle control unit of new energy automobile
JP6770309B2 (en) Fuel cell vehicle test system
JP6913788B2 (en) Fuel cell vehicle test system
Petersheim et al. Scaling of hybrid-electric vehicle powertrain components for Hardware-in-the-loop simulation
CN109507981B (en) Vehicle testing method and device and machine-readable storage medium
CN104417531B (en) Vehicle
CN106155038A (en) A kind of hardware in loop detecting system for hybrid vehicle
Zhu et al. NCSU year three final technical report
US20150168259A1 (en) Systems and Method for Developing and Testing Hybrid Energy Storage Devices
Jeschke et al. HiL simulation of electric vehicles in different usage scenarios
CN113484027B (en) New energy power system hardware-in-loop test system and performance verification method thereof
CN104417540A (en) Vehicel
Zhu et al. Hardware-in-the-loop simulation of pure electric vehicle control system
Wu et al. Hybrid electric vehicle powertrain controller development using hardware in the loop simulation
CN108376084A (en) Document generating method, device and computer readable storage medium
Rousseau et al. Validation of a hybrid modeling software (PSAT) using its extension for prototyping (PSAT-PRO)
CN103728562B (en) Method and system for determining vehicle battery pack cell unit voltage and vehicle
US20150094891A1 (en) Computer-Implemented Method for Generating Software, a Battery, and a Motor Vehicle
KR20140061040A (en) Bms test method using emulator
CN114184875A (en) Test system and method for whole vehicle and test bench
Nicolaica Performance Study based on Matlab Modeling for Hybrid Electric Vehicles
JP7408342B2 (en) Test system, test method and test program
Han et al. Performance assessment of a lithium-polymer battery for HEV utilizing pack-level battery hardware-in-the-loop-simulation system
CN117724437A (en) Hardware-in-loop test system and test method based on same
Nie et al. Design of HIL Test System for VCU of Pure Electric Vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200424

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200424

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210415

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210602

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: 20210629

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210712

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6913788

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150