KR101939447B1 - 차량용 연료 전지 시스템 및 그의 제어 방법 - Google Patents

차량용 연료 전지 시스템 및 그의 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101939447B1
KR101939447B1 KR1020160170208A KR20160170208A KR101939447B1 KR 101939447 B1 KR101939447 B1 KR 101939447B1 KR 1020160170208 A KR1020160170208 A KR 1020160170208A KR 20160170208 A KR20160170208 A KR 20160170208A KR 101939447 B1 KR101939447 B1 KR 101939447B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vehicle
collision
high voltage
unit
supply valve
Prior art date
Application number
KR1020160170208A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170072804A (ko
Inventor
도쿠로 즈츠이
Original Assignee
도요타지도샤가부시키가이샤
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
Application filed by 도요타지도샤가부시키가이샤 filed Critical 도요타지도샤가부시키가이샤
Publication of KR20170072804A publication Critical patent/KR20170072804A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101939447B1 publication Critical patent/KR101939447B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/31—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for starting of fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0007—Measures or means for preventing or attenuating collisions
    • B60L11/1896—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0053—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0084—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to control modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/70—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by fuel cells
    • B60L50/71—Arrangement of fuel cells within vehicles specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/70—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by fuel cells
    • B60L50/72—Constructional details of fuel cells specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H01M16/003—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers
    • H01M16/006—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers of fuel cells with rechargeable batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04664—Failure or abnormal function
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04955—Shut-off or shut-down of fuel cells
    • B60L2230/28—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors
    • B60Y2400/304—Acceleration sensors
    • B60Y2400/3042—Collision sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • 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
    • Y02E60/521—
    • 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
    • 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
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Abstract

차량용 연료 전지 시스템은, 차량 전방 및 후방의 충돌을 검출하는 충돌 검출부(2)와, 차량 전방 및 후방의 일방측에 배치되는 고전압부(3)와, 일방측에 배치되고 당해 고전압부를 제어하는 고전압 제어부(4)와, 차량 전방 및 후방의 타방측에 배치되고, 연료 전지 스택에 대하여 수소를 공급하는 수소 공급부(5)와, 타방측에 배치되고, 수소 공급부로부터 연료 전지 스택으로의 수소의 공급로를 차단하는 수소 공급 밸브(7)를 제어하는 공급 밸브 제어부(8)를 구비한다.

Description

차량용 연료 전지 시스템 및 그의 제어 방법{VEHICULAR FUEL CELL SYSTEM AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 차량용 연료 전지 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
예를 들어, 차량의 충돌을 검출하면, 연료 전지 스택에의 연료 공급을 차단 밸브에 의해 차단하고, 연료 전지 스택의 전원 계통을 릴레이에 의해 차단하는 차량용 연료 전지 시스템이 알려져 있다(일본 특허 공개 제2007-335184 참조).
그러나, 상기 차량용 연료 전지 시스템에 있어서는, 예를 들어, 차량 전후에, 전원 계통의 릴레이를 제어하는 제어부, 및 연료 공급의 차단 밸브를 제어하는 제어부가 각각 배치되어 있다. 그리고, 차량 전후의 충돌이 발생하면, 이들 제어부가 고장나 기능하지 않게 될 가능성이 있다. 이 경우, 연료 전지 스택에의 연료 공급의 차단, 및 연료 전지 스택의 전원 계통의 차단을 적정하게 행할 수 없을 우려가 있다. 따라서, 차량 충돌이 발생한 경우에도, 연료 전지 스택에의 연료 공급의 차단이나, 연료 전지 스택의 전원 계통의 차단 등의 제어 대상의 기능을 확실하게 정지할 수 있을 것이 요구되고 있다.
본 발명은 차량 충돌이 발생한 경우에도, 제어 대상의 기능을 확실하게 정지할 수 있는 차량용 연료 전지 시스템 및 그의 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 형태는, 차량 전방 및 후방의 충돌을 검출하는 충돌 검출부와, 상기 차량 전방 및 후방의 일방측에 배치되고, 고전압으로 되는 고전압부와, 상기 일방측에 배치되고 당해 고전압부를 제어하는 고전압 제어부와, 상기 차량 전방 및 후방의 타방측에 배치되고, 연료 전지 스택에 대하여 수소를 공급하는 수소 공급부와, 상기 타방측에 배치되고, 상기 수소 공급부로부터 연료 전지 스택으로의 수소의 공급로를 차단하도록 구성된 수소 공급 밸브를 제어하는 공급 밸브 제어부를 구비하는 차량용 연료 전지 시스템에 관한 것이다. 상기 충돌 검출부에 의해 충돌이 검출되면, 상기 타방측의 공급 밸브 제어부는, 상기 일방측의 고전압부를 방전시키는 방전 제어를 행하고, 상기 일방측의 고전압 제어부는, 상기 타방측의 수소 공급 밸브를 폐쇄 상태로 하는 차단 제어를 행하는, 것을 특징으로 하는 차량용 연료 전지 시스템이다.
이 일 형태에 의하면, 차량 일방측에 충돌이 발생하여, 가령 일방측의 고전압 제어부가 고장 등 된 경우, 그 충돌 부위로부터 이격된 위치에 있고, 그의 충력을 받기 어려운 차량 타방측의 공급 밸브 제어부가, 고전압부를 방전시키는 방전 제어를 확실하게 행한다. 또한, 차량 타방측에 충돌이 발생하여, 가령 타방측의 공급 밸브 제어부가 고장 등 된 경우에도, 그 충돌 부위로부터 이격된 위치에 있고, 그의 충력을 받기 어려운 차량 일방측의 고전압 제어부가, 수소 공급 밸브를 폐쇄 상태로 하는 차단 제어를 확실하게 행한다. 즉, 차량 충돌이 발생한 경우에도, 제어 대상의 기능을 확실하게 정지할 수 있다.
차량 주위의 상기 일방측 및 타방측에는, 물체와의 거리 정보를 검출하는 근접 센서가 설치되어 있고, 상기 충돌 검출부가, 상기 일방측의 근접 센서로부터의 거리 정보에 기초하여, 상기 일방측에서의 충돌을 검출하면, 상기 타방측의 공급 밸브 제어부는, 상기 충돌 검출부의 검출 결과에 따라, 상기 고전압부를 방전시키는 방전 제어를 행하고, 상기 충돌 검출부가, 상기 타방측의 근접 센서로부터의 거리 정보에 기초하여, 상기 타방측에서의 충돌을 검출하면, 상기 일방측의 고전압 제어부는, 상기 충돌 검출부의 검출 결과에 따라, 상기 수소 공급 밸브를 폐쇄 상태로 하는 차단 제어를 행해도 된다.
이에 의해, 근접 센서를 사용하여 차량의 충돌 위치를 판정함으로써, 일방측의 고전압부의 방전 제어, 및 타방측의 수소 공급 밸브의 차단 제어 중, 충돌이 검출된 한쪽만을 실행한다. 이에 의해, 일방측의 고전압부 및 타방측의 수소 공급부 중, 충돌이 검출된 측의 기능만 정지시키고, 충돌이 검출되어 있지 않은 측의 기능을 계속할 수 있다.
차량용 연료 전지 시스템은, 상기 차량이 주행 불가인지 여부를 판정하는 주행 판정부와, 상기 차량이 주행 불가인 취지를 유저에 대하여 통지하는 통지부를 더 구비하고, 상기 충돌 검출부는, 상기 일방측에서의 충돌을 검출하면, 상기 타방측의 공급 밸브 제어부가, 상기 충돌 검출부의 검출 결과에 따라, 상기 고전압부를 방전시키는 방전 제어를 행함과 함께, 상기 주행 판정부는, 상기 충돌 검출부의 검출 결과에 따라, 상기 차량이 주행 불가라고 판정하고, 상기 통지부에 당해 차량의 주행 불가인 취지를 통지시켜도 된다.
이에 의해, 일방측의 충돌을 검출했을 때, 일방측의 고전압부의 방전 제어를 확실하게 행하면서, 차량의 주행 불가인 취지를 유저에게 통지하여, 무리한 퇴피 주행을 방지할 수 있다.
상기 고전압 제어부는, 차량 전후 방향에 있어서, 상기 고전압부보다도 차량 중심측에 설치되어도 된다.
상기 수소 공급부는, 수소 저장 탱크를 포함하고, 상기 공급 밸브 제어부는, 차량 전후 방향에 있어서, 상기 수소 저장 탱크보다도 차량 중심측에 설치되어도 된다.
상기 공급 밸브 제어부만이 상기 고전압부의 방전 제어를 행하도록 구성되고, 상기 고전압 제어부만이 상기 수소 공급 밸브의 차단 제어를 행하도록 구성되어 있어도 된다.
상기 고전압부는, 배터리를 포함하고 있어도 된다.
본 발명의 제2 형태는, 차량 전방 및 후방의 일방측에 배치되고, 고전압으로 되는 고전압부와, 상기 일방측에 배치되고 당해 고전압부를 제어하는 고전압 제어부와, 상기 차량 전방 및 후방의 타방측에 배치되고, 연료 전지 스택에 대하여 수소를 공급하는 수소 공급부와, 상기 타방측에 배치되고, 상기 수소 공급부로부터 연료 전지 스택으로의 수소의 공급로를 차단하도록 구성된 수소 공급 밸브를 제어하는 공급 밸브 제어부를 구비하는 차량용 연료 전지 시스템의 제어 방법에 관한 것이다. 이 제어 방법에 있어서, 상기 일방측 또는 타방측의 충돌이 검출되면, 상기 타방측의 공급 밸브 제어부는, 상기 일방측의 고전압부를 방전시키는 방전 제어를 행하고, 상기 일방측의 고전압 제어부는, 상기 타방측의 수소 공급 밸브를 폐쇄 상태로 하는 차단 제어를 행한다.
본 발명에 따르면, 차량 충돌이 발생한 경우에도, 제어 대상의 기능을 확실하게 정지할 수 있는 차량용 연료 전지 시스템 및 그의 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예의 특징, 이점 및 기술적 및 산업적 의의는 유사 요소들을 유사 도면 부호로 나타낸 첨부 도면을 참조로 하여 후술될 것이다:
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 차량용 연료 전지 시스템의 개략적인 시스템 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 차량용 연료 전지 시스템의 제어 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 차량용 연료 전지 시스템의 개략적인 시스템 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 차량용 연료 전지 시스템의 개략적인 시스템 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 차량용 연료 전지 시스템의 제어 처리 플로우를 도시하는 흐름도이다.
제1 실시 형태
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 제1 실시 형태에 따른 차량용 연료 전지 시스템의 개략적인 시스템 구성을 도시하는 블록도이다.
본 제1 실시 형태에 따른 차량용 연료 전지 시스템(10)은 연료 전지 스택(1)을 차량 탑재 전원으로서 탑재하는 연료 전지 차량(100)에 탑재된다. 본 제1 실시 형태에 따른 차량용 연료 전지 시스템(10)은 차량 전방 및 후방의 충돌을 검출하는 충돌 검출부(2)와, 차량 전방 및 후방의 일방측에 배치되고 고전압으로 되는 고전압부(3)(본 실시 형태에서는 배터리)와, 당해 일방측에 배치되고 고전압부(3)를 제어하는 고전압 제어부(4)와, 차량 전방 및 후방의 타방측에 배치되고, 연료 전지 스택(1)에 대하여 수소를 공급하는 수소 공급부(5)와, 당해 타방측에 배치되고, 수소 공급부(5)로부터 연료 전지 스택(1)으로의 수소의 공급로(6)를 차단하는 수소 공급 밸브(7)를 제어하는 공급 밸브 제어부(8)를 구비하고 있다.
충돌 검출부(2)는 예를 들어, 에어백을 제어하는 에어백 제어 장치이다. 에어백 제어 장치는, 차량 전방위로부터의 충돌에 의한 충격을 받기 어려운, 탑승원 스페이스(101) 내의 차량 중심 부근에 설치되어 있다. 에어백 제어 장치는, 내장한 가속도 센서에 의해 검출된 가속도에 기초하여, 차량 전방 또는 후방의 충돌을 검출할 수 있다. 예를 들어, 에어백 제어 장치는, 가속도 센서의 가속도가 소정 역치 이상이 되면, 차량 전방 또는 후방의 충돌을 검출한다.
예를 들어, 충돌 검출부(2)와 고전압 제어부(4)는, 차량 충돌에 의한 충격을 받기 어려운 차량 중심을 통과하는 배선(9)을 통하여 서로 접속되어 있다. 마찬가지로, 충돌 검출부(2)와 공급 밸브 제어부(8)는, 차량 충돌에 의한 충격을 받기 어려운 차량 중심을 통과하는 배선(9)을 통하여 서로 접속되어 있다. 충돌 검출부(2)는 차량 전방 및 후방의 충돌을 검출하면, 충돌 신호를 고전압 제어부(4) 및 공급 밸브 제어부(8)에 대하여 출력한다.
고전압부(3)는 예를 들어, 차량 전방측 또한 우측에 배치되어 있다. 고전압부(3)는 예를 들어, 고전압 방전이 필요한 PCU(Power Control Unit)의 고압 라인(평활 콘덴서 등)이다. 고전압부(3)에는, 고전압으로 되는 고전압선 등이 설치되어 있다.
고전압 제어부(4)는 예를 들어, 차량 전방측 또한 우측에 배치되고, 고전압부(3)에 신호선을 통하여 접속되어 있다. 고전압 제어부(4)는 충돌 시의 충격이 적은, 차량 전방측의 탑승원 스페이스(101)에 인접한 위치에 배치되어 있다. 고전압 제어부(4)는 신호선의 노이즈 저감 및 중량 저감을 목적으로 하여 고전압부(3) 근방에 배치되어 있다. 또한, 고전압부(3) 및 고전압 제어부(4)는 차량 전방측 또한 좌측에 배치되어 있어도 된다.
수소 공급부(5)는 예를 들어, 차량 후방측에 배치되어 있다. 수소 공급부(5)는 연료 전지 스택(1)의 애노드극에 수소 가스를 공급하기 위한 장치(수소 가스를 저장하는 수소 저장 탱크(51), 또는 원 연료를 수소 리치 가스로 개질하는 개질기 등) 및 그의 보조 기기류(레귤레이터, 가습기 등)를 포함한다.
연료 전지 스택(1)은 수소 가스 및 산화 가스를 전해질·전극 촉매 복합체에 공급함으로써, 전기 화학 반응을 일으키고, 화학 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 연료 전지 스택(1)은 예를 들어, 고체 고분자 전해질막의 양면에 각각 애노드극과 캐소드극을 대향 배치하고, 또한 그의 외측을 한 쌍의 세퍼레이터로 끼움 지지하여 이루어지는 단셀을 복수 적층하여 이루어지는 스택 구조를 갖고 있다.
수소 공급부(5)는 공급로(6)를 통하여 연료 전지 스택(1)의 애노드극에 수소 가스를 공급한다. 공급로(6)에는, 수소 공급부(5)의 수소 저장 탱크(51)로부터 연료 전지 스택(1)으로의 수소의 공급로(6)를 차단하는 수소 공급 밸브(7)가 설치되어 있다. 수소 공급 밸브(7)는 예를 들어, 차량 후방측 또한 좌측에서, 수소 공급부(5)의 수소 저장 탱크(51) 근방에 설치되어 있다. 수소 공급 밸브(7)는 공급 밸브 제어부(8)로부터의 제어 지시에 따라서 개폐를 행한다.
공급 밸브 제어부(8)는 예를 들어, 차량 후방측 또한 좌측에 배치되고, 수소 공급 밸브(7)에 신호선을 통하여 접속되어 있다. 공급 밸브 제어부(8)는 충돌 시의 충격이 적은, 차량 후방측의 탑승원 스페이스(101)에 인접한 위치에 배치되어 있다. 공급 밸브 제어부(8)는 신호선의 노이즈 저감 및 중량 저감을 목적으로 하여 수소 공급 밸브(7) 근방에 설치되어 있다. 고전압 제어부(4)와 공급 밸브 제어부(8)는, 차량 상에서 대각으로 배치되어 있다. 또한, 수소 공급 밸브(7) 및 공급 밸브 제어부(8)는 차량 후방측 또한 우측에 배치되어 있어도 된다.
고전압 제어부(4) 및 공급 밸브 제어부(8)는 예를 들어, 연산 처리, 제어 처리 등을 행하는 CPU(Central Processing Unit), CPU에 의해 실행되는 연산 프로그램, 제어 프로그램 등이 기억된 ROM(Read Only Memory), 각종 데이터 등을 기억하는 RAM(Random Access Memory), 외부와 신호의 입출력을 행하는 인터페이스부(I/F), 등으로 이루어지는 마이크로컴퓨터를 중심으로 하여, 하드웨어 구성되어 있다. CPU, ROM, RAM 및 인터페이스부는, 데이터 버스 등을 통하여 서로 접속되어 있다.
그런데, 예를 들어, 차량 전방에 물체가 충돌했을 경우에, 차량 전방측에 배치되어 있는 고전압부의 고전압선 등이 노출될 가능성이 있다. 이 때문에, 차량 충돌 시에는 고전압부의 방전을 행하여, 그 고전압선의 전압을 확실하게 강하시킬 필요가 있다. 그러나, 종래, 고전압부의 방전을 제어하는 고전압 제어부는, 충돌된 차량 전방측에 배치되어 있다. 이 때문에, 충돌 시의 충격에 의해 고전압 제어부의 고장 등이 일어나서, 적정하게 고전압부의 방전을 제어할 수 없을 우려가 있다.
마찬가지로, 차량 후방에 물체가 충돌했을 경우에, 차량 후방측에 있는 수소 공급부로부터 수소 누설이 발생할 가능성이 있다. 이 때문에, 차량 충돌 시에는 수소 저장 탱크의 수소 공급 밸브를 폐쇄 상태로 하여, 그 수소 누설을 확실하게 방지할 필요가 있다. 그러나, 종래, 수소 공급 밸브를 제어하는 공급 밸브 제어부는, 충돌된 차량 후방측에 배치되어 있다. 이 때문에, 충돌 시의 충격에 의해 공급 밸브 제어부의 고장 등이 일어나서, 적정하게 수소 공급 밸브를 제어할 수 없을 우려가 있다.
이에 비해, 본 제1 실시 형태에 따른 차량용 연료 전지 시스템(10)에 있어서는, 충돌 검출부(2)에 의해 차량 전후의 일방측 또는 타방측의 충돌이 검출되면, 타방측의 공급 밸브 제어부(8)는 고전압부(3)를 방전시키는 제어를 행하고, 일방측의 고전압 제어부(4)는 수소 공급 밸브(7)를 폐쇄 상태로 하는 제어를 행한다. 이에 의해, 차량 일방측에 충돌이 발생하여, 가령 일방측의 고전압 제어부(4)가 고장 등 된 경우, 그 충돌 부위로부터 이격된 위치에 있고, 그의 충력을 받기 어려운 차량 타방측의 공급 밸브 제어부(8)가 고전압부(3)를 방전시키는 제어를 확실하게 행한다. 또한, 차량 타방측에 충돌이 발생하여, 가령 타방측의 공급 밸브 제어부(8)가 고장 등 된 경우에도, 그 충돌 부위로부터 이격된 위치에 있고, 그의 충력을 받기 어려운 차량 일방측의 고전압 제어부(4)가 수소 공급 밸브(7)를 폐쇄 상태로 하는 제어를 확실하게 행한다. 즉, 차량 충돌이 발생한 경우에도, 제어 대상의 기능을 확실하게 정지할 수 있다.
또한, 차량 전후 방향의 양쪽이 동시에 파손되는 것은 2중 충돌에서도 매우 드물다. 또한, 본 제1 실시 형태에 있어서는, 고전압 제어부(4) 및 공급 밸브 제어부(8)를 충돌 시의 충격이 적은, 차량 전방 및 후방측의 탑승원 스페이스(101)에 인접한 위치에 배치하고 있다. 이 때문에, 충돌에 의해 고전압 제어부(4) 및 공급 밸브 제어부(8)가 동시에 고장나는 것은, 거의 있을 수 없다. 따라서, 본 제1 실시 형태에 있어서는, 상술한 바와 같이, 충돌이 발생한 경우에도, 고전압 제어부(4) 및 공급 밸브 제어부(8) 중 적어도 한쪽이 확실하게 정상적으로 기능하고, 그 확실하게 정상적으로 기능하는 쪽이 고전압부(3)의 방전 제어 또는 수소 공급 밸브(7)의 차단 제어를 적정하게 행할 수 있다.
또한, 차량 충돌 시에 고전압부(3)의 방전 제어 및 수소 공급 밸브(7)의 차단 제어를 확실하게 실행하기 위해서, 예를 들어, 고전압 제어부 및 공급 밸브 제어부가, 각각, 고전압부의 방전 제어 및 수소 공급 밸브의 차단 제어의 기능을 갖는 것이 생각된다. 그러나, 이 경우, 고전압 제어부 및 공급 밸브 제어부의 구성이 장황해지고, 또한, 고전압부 및 수소 공급 밸브에 대하여 2중의 배선을 설치하는 것이 되기 때문에, 비용 및 중량이 증가한다.
이에 비해, 본 제1 실시 형태에 따른 차량용 연료 전지 시스템(10)은 공급 밸브 제어부(8)만이 고전압부(3)의 방전 제어 기능을 갖고, 고전압 제어부(4)만이 수소 공급 밸브(7)의 차단 제어의 기능을 갖는다는 간이한 구성이다. 또한, 고전압부(3) 및 수소 공급 밸브(7)에 대하여 2중의 배선을 설치할 필요도 없다. 이 때문에, 차량용 연료 전지 시스템(10)의 비용 및 중량의 저감을 도모할 수 있다.
예를 들어, 충돌 검출부(2)는 차량 전방 또는 후방측의 충돌을 검출하면, 충돌 신호를 차량 전방측의 고전압 제어부(4) 및 차량 후방측의 공급 밸브 제어부(8)로 송신한다. 이때, 차량 전방측의 충돌이라면, 차량 전방측의 고전압 제어부(4)에 고장 등이 발생하는 경우가 있다. 그러나, 차량 후방측의 정상적인 공급 밸브 제어부(8)가 충돌 검출부(2)로부터의 충돌 신호에 따라, 고전압부(3)에 대하여 제어 신호를 송신함으로써 고전압부(3)를 방전시키는 제어를 행한다. 이에 의해, 차량 전방측에 충돌이 발생한 경우에도, 차량 후방측의 정상적인 공급 밸브 제어부(8)가 고전압부(3)를 방전시키는 제어를 확실하게 행할 수 있다.
한편, 차량 후방측의 충돌이라면, 차량 후방측의 공급 밸브 제어부(8)에 고장 등이 발생하는 경우가 있다. 그러나, 차량 전방측의 정상적인 고전압 제어부(4)가 충돌 검출부(2)로부터의 충돌 신호에 따라, 수소 공급 밸브(7)에 대하여 제어 신호를 송신함으로써, 수소 공급 밸브(7)를 폐쇄 상태로 하는 제어를 행한다. 이에 의해, 차량 후방측에 충돌이 발생한 경우에도, 차량 전방측의 정상적인 고전압 제어부(4)가 수소 공급 밸브(7)를 폐쇄 상태로 하는 제어를 확실하게 행할 수 있다.
도 2는, 본 제1 실시 형태에 따른 차량용 연료 전지 시스템의 제어 방법을 도시하는 흐름도이다. 물체가 차량에 충돌하면(스텝 S101), 충돌 검출부(2)는 차량 전방측 또는 후방측의 충돌을 검출한다(스텝 S102)
충돌 검출부(2)는 차량 전방측 또는 후방측의 충돌을 검출하면, 충돌 신호를, 차량 전방측의 고전압 제어부(4) 및 차량 후방측의 공급 밸브 제어부(8)로 송신한다(스텝 S103). 차량 후방측의 공급 밸브 제어부(8)는 충돌 검출부(2)로부터의 충돌 신호에 따라, 차량 전방측의 고전압부(3)를 방전시키는 제어를 행한다(스텝 S104). 차량 전방측의 고전압 제어부(4)는 충돌 검출부(2)로부터의 충돌 신호에 따라, 차량 후방측의 수소 공급 밸브(7)를 폐쇄 상태로 하는 제어를 행한다(스텝 S105).
이상, 본 제1 실시 형태에 따른 차량용 연료 전지 시스템(10)에 있어서, 충돌 검출부(2)에 의해 차량 전후의 일방측 또는 타방측의 충돌이 검출되면, 타방측의 공급 밸브 제어부(8)는 일방측의 고전압부(3)를 방전시키는 제어를 행하고, 일방측의 고전압 제어부(4)는 타방측의 수소 공급 밸브(7)를 폐쇄 상태로 하는 제어를 행한다. 이에 의해, 차량 일방측에 충돌이 발생한 경우, 그 충돌 부위로부터 이격된 위치에 있고, 그의 충력을 받기 어려운 차량 타방측의 공급 밸브 제어부(8)가 일방측의 고전압부(3)를 방전시키는 제어를 확실하게 행한다. 또한, 차량 타방측에 충돌이 발생한 경우, 그 충돌 부위로부터 이격된 위치에 있고, 그의 충력을 받기 어려운 차량 일방측의 고전압 제어부(4)는 타방측의 수소 공급 밸브(7)를 폐쇄 상태로 하는 제어를 확실하게 행한다. 즉, 차량 충돌이 발생한 경우에도, 제어 대상의 기능을 확실하게 정지할 수 있다.
상기 제1 실시 형태에 있어서, 고전압부(3) 및 고전압 제어부(4)는 차량 전방측에 배치되고, 수소 공급부(5), 수소 공급 밸브(7), 및 공급 밸브 제어부(8)는 차량 후방측에 배치되어 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 고전압부(3) 및 고전압 제어부(4)는 차량 후방측에 배치되고, 수소 공급부(5), 수소 공급 밸브(7), 및 공급 밸브 제어부(8)는 차량 전방측에 배치되어 있어도 된다.
또한, 차량용 연료 전지 시스템(10)을 탑재하는 차량에 있어서는, 그 항속 거리를 늘리기 위하여 수소 공급부(5)의 수소 저장 탱크(51)의 수소 저장량을 증가시켜서, 탱크 용량이 대형화한다. 그로 인해, 차량 중량 배분을 고려하여, 상술한 바와 같이, 수소 공급부(5)의 수소 저장 탱크(51)와, 다른 대형 부품인 고전압부(3)는 차량 전후에 나누어서 탑재되어 있다.
충돌 검출부(2)는 차량 전방측 또는 후방측의 충돌을 검출하면, 충돌 신호를 차량 전방측의 공급 밸브 제어부(8) 및 차량 후방측의 고전압 제어부(4)로 송신한다. 차량 후방측의 고전압 제어부(4)는 충돌 검출부(2)로부터의 충돌 신호에 따라, 차량 전방측의 수소 공급 밸브(7)를 폐쇄 상태로 하는 제어를 행한다. 차량 전방측의 공급 밸브 제어부(8)는 충돌 검출부(2)로부터의 충돌 신호에 따라, 차량 후방측의 고전압부(3)를 방전시키는 제어를 행한다.
제2 실시 형태
도 3은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 차량용 연료 전지 시스템(20)의 개략적인 시스템 구성을 도시하는 블록도이다. 본 제2 실시 형태에 있어서, 차량 주위의 차량 전방측 및 후방측에는, 물체와의 거리 정보를 검출하는 복수의 근접 센서(21)가 설치되어 있다. 근접 센서(21)는 예를 들어, 초음파 센서, 레이더 센서 등의 거리 센서이다. 근접 센서(21)는 예를 들어, 차량 전방(전방측 범퍼 등)의 양단 부근에 한 쌍, 차량 후방(후방측 범퍼 등)의 양단 부근에 한 쌍 설치되어 있다. 또한, 차량 주위에 설치되는 근접 센서(21)의 위치 및 수는, 적어도 차량 전방 및 차량 후방에 각각 설치되어 있기만 하면 임의여도 된다.
차량 전방측에는, 각 근접 센서(21)로부터의 거리 정보에 기초하여, 물체가 차량에 접근하는 접근 위치를 검출하는 근접 센서 제어부(22)가 설치되어 있다. 근접 센서 제어부(22)는 차량 중심 부근 또는, 차량 후방측에 설치되어 있어도 된다. 근접 센서 제어부(22)는 예를 들어, 각 근접 센서(21) 중, 거리값이 소정 역치 이하로 되는 근접 센서(21)를 추출하고, 그 근접 센서(21)의 위치를 물체의 접근 위치로서 검출한다. 근접 센서 제어부(22)는 검출한 물체의 접근 위치를 충돌 검출부(2)로 출력한다. 또한, 충돌 검출부(2)가 근접 센서 제어부(22)를 포함하는 구성이어도 된다.
예를 들어, 근접 센서 제어부(22)는 차량 전방 또한 우측의 근접 센서(21)의 거리값이 소정 역치 이하로 될 때, 그 근접 센서(21)의 위치인 차량 전방 또한 우측을 물체의 접근 위치로 하여 검출한다. 마찬가지로, 근접 센서 제어부(22)는 차량 후방 또한 좌측의 근접 센서(21)의 거리값이 소정 역치 이하로 될 때, 그 근접 센서(21)의 위치인 차량 후방 또한 좌측을 물체의 접근 위치로 하여 검출한다.
충돌 검출부(2)는 예를 들어, 가속도 센서(에어백 제어 장치)(23)의 가속도가 소정값 이상으로 되면 차량 충돌을 검출하고, 또한, 근접 센서 제어부(22)로부터의 근접 위치에 기초하여, 차량의 충돌 위치(차량 전방에서의 전충돌 및 차량 후방에서의 후충돌)를 판정한다.
충돌 검출부(2)는 차량의 충돌 위치가 전충돌이라고 판정하면, 전충돌 신호를 후방측의 공급 밸브 제어부(8)로 송신한다. 후방측의 공급 밸브 제어부(8)는 충돌 검출부(2)로부터 전충돌 신호에 따라, 전방측의 고전압부(3)를 방전시키는 제어를 행한다. 차량 전방측의 충돌이라면, 차량 전방측의 고전압 제어부(4)에 고장 등이 발생하는 경우가 있지만, 차량 후방측의 정상적인 공급 밸브 제어부(8)가 충돌 검출부(2)로부터 전충돌 신호에 따라, 고전압부(3)를 방전시키는 제어를 확실하게 행할 수 있다.
한편, 충돌 검출부(2)는 차량의 충돌 위치가 후충돌이라고 판정하면, 후충돌 신호를 전방측의 고전압 제어부(4)로 송신한다. 전방측의 고전압 제어부(4)는 충돌 검출부(2)로부터의 후충돌 신호에 따라, 후방측의 수소 공급 밸브(7)를 폐쇄 상태로 하는 제어를 행한다.
차량 후방측의 충돌이라면, 차량 후방측의 공급 밸브 제어부(8)에 고장 등이 발생하는 경우가 있지만, 차량 전방측의 정상적인 고전압 제어부(4)가 충돌 검출부(2)로부터의 후충돌 신호에 따라, 수소 공급 밸브(7)를 폐쇄 상태로 하는 제어를 확실하게 행할 수 있다.
또한, 상기 제1 실시 형태에 있어서는, 차량 충돌을 검출하면, 고전압부(3)의 방전 제어, 및 수소 공급 밸브의 차단 제어의 양쪽이 실행되어, 고전압부(3) 및 수소 공급부(5)의 양쪽 기능이 정지하게 된다. 한편, 본 제2 실시 형태에 있어서는, 근접 센서(21)를 사용하여 차량의 충돌 위치를 판정함으로써, 차량 전방측의 고전압부(3)의 방전 제어, 및 차량 후방측의 수소 공급 밸브(7)의 차단 제어 중, 충돌이 검출된 일방측만을 실행한다. 이에 의해, 차량 전방측의 고전압부(3) 및 차량 후방측의 수소 공급부(5) 중, 충돌이 검출된 측의 기능만 정지시켜, 충돌이 검출되어 있지 않은 측의 기능을 계속할 수 있다. 본 제2 실시 형태에 있어서 상기 제1 실시 형태와 동일 부분에 동일 부호를 붙여서 상세한 설명은 생략한다.
제3 실시 형태
도 4는, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 차량용 연료 전지 시스템의 개략 시스템 구성을 도시하는 블록도이다. 본 제3 실시 형태에 따른 차량용 연료 전지 시스템(30)은 상기 제2 실시 형태에 따른 구성 외에, 차량 충돌 후에 주행 가능한지 여부를 판정하는 주행 판정부(31)를 더 구비하고 있다.
실제로 충돌이 발생한 경우에, 상술한 바와 같이, 고전압부(3)의 방전 제어나 수소 공급 밸브(7)의 차단 제어 등의 필요한 제어 대상의 기능 정지뿐만 아니라, 그 충돌 장소(고속 도로의 주행 노선, 교통량이 많은 교차점 등)로부터 차량을 빠르게 퇴피시킬 필요가 있다. 그러나, 차량 충돌에 의해 파손되어 있는 부분의 위치에 따라, 퇴피 주행한 편이 나은 경우와, 퇴피 주행을 시키지 않는 편이 나은 경우가 존재한다.
예를 들어, 차량 전방측에, 전력에 의해 차량을 주행시키는 전기 주행(EV 주행)에 관련하는 부품(모터, 고압 배터리, PCU 등)이 배치되어 있는 경우에, 차량 후방측이 충돌한 것으로 한다. 이 경우, 차량 전방측의 전기 주행에 관련하는 부품은 정상일 가능성이 높기 때문에, 퇴피 주행 모드 등에서, 차량을 퇴피 주행시킬 수 있다. 한편, 차량 전방측이 충돌했을 경우, 가령, 자기 진단 시스템에서 전기 주행이 가능했다고 해도, 시스템의 어딘가에 충돌에 의한 대미지가 남아있어(배선 쇼트의 원인이 되는 고전압 배선의 피복의 찢어짐 등), 그것을 검출할 수 없을 가능성이 있다. 이 경우에는, 퇴피 주행할 수 없는 것이라고 판정하고, 억지로 퇴피 주행시키지 않는 편이 좋다.
따라서, 본 제3 실시 형태에 있어서, 충돌 검출부(2)는 전방측에서의 충돌을 검출하면, 후방측의 공급 밸브 제어부(8)는 충돌 검출부(2)의 검출 결과에 따라, 전방측의 고전압부(3)를 방전시키는 방전 제어를 행함과 함께, 주행 판정부(31)는 충돌 검출부(2)의 검출 결과에 따라, 차량이 주행 불가라고 판정하고, 통지부(32)에 차량의 주행 불가인 취지를 통지시킨다. 이에 의해, 전방측의 충돌을 검출했을 때, 전방측의 고전압부(3)의 방전 제어를 확실하게 행하면서, 차량의 주행 불가인 취지를 유저에게 통지하여, 무리한 퇴피 주행을 방지할 수 있다.
도 5는, 본 제3 실시 형태에 따른 차량용 연료 전지 시스템의 제어 처리 플로우를 도시하는 흐름도이다. 근접 센서 제어부(22)는 각 근접 센서(21)로부터의 거리 정보에 기초하여, 물체가 차량에 접근하는 접근 위치를 검출하고, 검출한 접근 위치를 충돌 검출부(2)로 출력한다(스텝 S201).
충돌 검출부(2)는 가속도 센서(23)의 가속도가 소정값 이상으로 되면, 차량 충돌을 검출하고(스텝 S202), 또한, 근접 센서 제어부(22)로부터의 근접 위치에 기초하여, 후충돌인지 여부를 판정한다(스텝 S203).
충돌 검출부(2)는 차량의 충돌 위치가 후충돌이 아닌 전충돌이라고 판정하면(스텝 S203의 "아니오"), 전충돌 신호를 후방측의 공급 밸브 제어부(8)로 송신한다(스텝 S204). 후방측의 공급 밸브 제어부(8)는 충돌 검출부(2)로부터 전충돌 신호에 따라, 전방측의 고전압부(3)를 방전시키는 제어를 행한다(스텝 S205).
주행 판정부(31)는 퇴피 주행 시스템을 기동하기 위한 퇴피 주행 모드로 전환되었다고 판정하면(스텝 S206의 "예"), 통지부(32)를 사용하여, 퇴피 주행 불가인 것을 유저에 대하여 통지하고(스텝 S207), 본 처리를 종료한다. 통지부(32)는 예를 들어 주행 미터 내의 표시 장치(액정 디스플레이, 유기 EL 등)나 스피커 등이다.
충돌 검출부(2)는 차량의 충돌 위치가 후충돌이라고 판정하면(스텝 S203의 "예"), 후충돌 신호를 전방측의 고전압 제어부(4) 및 주행 판정부(31)로 송신한다(스텝 S208). 전방측의 고전압 제어부(4)는 충돌 검출부(2)로부터의 후충돌 신호에 따라, 후방측의 수소 공급 밸브(7)를 폐쇄 상태로 하는 제어를 행하고(스텝 S209), 본 처리를 종료한다. 이때, 통지부(32)를 사용하여, 퇴피 주행 가능인 것을 유저에 대하여 통지해도 된다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정된 것이 아니고, 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명은 예를 들어, 도 2에 도시하는 처리를, CPU에 컴퓨터 프로그램을 실행시킴으로써 실현하는 것도 가능하다. 프로그램은, 여러가지 타입의 비일시적인 컴퓨터 가독 매체(non-transitory computer readable medium)를 사용하여 저장되고, 컴퓨터에 공급할 수 있다. 비일시적인 컴퓨터 가독 매체는, 여러가지 타입의 실체가 있는 기록 매체(tangible storage medium)를 포함한다. 비일시적인 컴퓨터 가독 매체의 예는, 자기 기록 매체(예를 들어 플렉시블 디스크, 자기 테이프, 하드디스크 드라이브), 광자기 기록 매체(예를 들어 광자기 디스크), CD-ROM(Read Only Memory), CD-R, CD-R/W, 반도체 메모리(예를 들어, 마스크 ROM, PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable PROM), 플래시 ROM, RAM(random access memory))을 포함한다.
또한, 프로그램은, 여러가지 타입의 일시적인 컴퓨터 가독 매체(transitory computer readable medium)에 의해 컴퓨터에 공급되어도 된다. 일시적인 컴퓨터 가독 매체의 예는, 전기 신호, 광신호, 및 전자파를 포함한다. 일시적인 컴퓨터 가독 매체는, 전선 및 광 파이버 등의 유선 통신로, 또는 무선 통신로를 통하여, 프로그램을 컴퓨터에 공급할 수 있다.

Claims (7)

  1. 차량 전방 및 후방의 충돌을 검출하는 충돌 검출부(2)와,
    상기 차량 전방 및 후방의 일방측에 배치되고, 고전압으로 되는 고전압부(3)와,
    상기 일방측에 배치되고 당해 고전압부를 제어하도록 구성된 고전압 제어부(4)와,
    상기 차량 전방 및 후방의 타방측에 배치되고, 연료 전지 스택에 대하여 수소를 공급하도록 구성된 수소 공급부(5)와,
    상기 타방측에 배치되고, 상기 수소 공급부로부터 연료 전지 스택으로의 수소의 공급로를 차단하는 수소 공급 밸브를 제어하도록 구성된 공급 밸브 제어부(8)를 구비하는 차량용 연료 전지 시스템이며,
    상기 충돌 검출부(2)에 의해 충돌이 검출되면, 상기 타방측의 공급 밸브 제어부(8)는 상기 일방측의 고전압부(4)를 방전시키는 방전 제어를 행하고, 상기 일방측의 고전압 제어부(4)는 상기 타방측의 수소 공급 밸브(7)를 폐쇄 상태로 하는 차단 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 차량용 연료 전지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    차량 주위의 상기 일방측 및 타방측에는, 물체와의 거리 정보를 검출하는 근접 센서(21)가 설치되어 있고,
    상기 충돌 검출부(2)가 상기 일방측의 근접 센서(21)로부터의 거리 정보에 기초하여, 상기 일방측에서의 충돌을 검출하면, 상기 타방측의 공급 밸브 제어부(8)는 상기 충돌 검출부(2)의 검출 결과에 따라, 상기 고전압부(3)를 방전시키는 방전 제어를 행하고,
    상기 충돌 검출부(2)가 상기 타방측의 근접 센서(21)로부터의 거리 정보에 기초하여, 상기 타방측에서의 충돌을 검출하면, 상기 일방측의 고전압 제어부(4)는 상기 충돌 검출부(2)의 검출 결과에 따라, 상기 수소 공급 밸브(7)를 폐쇄 상태로 하는 차단 제어를 행하는, 차량용 연료 전지 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차량이 주행 불가인지 여부를 판정하도록 구성된 주행 판정부(31)와,
    상기 차량이 주행 불가인 취지를 유저에 대하여 통지하도록 구성된 통지부(32)
    를 더 포함하고,
    상기 충돌 검출부(2)가 상기 일방측에서의 충돌을 검출하면, 상기 타방측의 공급 밸브 제어부(8)는 상기 충돌 검출부(2)의 검출 결과에 따라, 상기 고전압부(3)를 방전시키는 방전 제어를 행함과 함께, 상기 주행 판정부(31)는 상기 충돌 검출부(2)의 검출 결과에 따라, 상기 차량이 주행 불가라고 판정하고, 상기 통지부(32)에 당해 차량의 주행 불가인 취지를 통지시키는, 차량용 연료 전지 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고전압 제어부(4)는 차량 전후 방향에 있어서, 상기 고전압부(3)보다도 차량 중심측에 설치되는, 차량용 연료 전지 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수소 공급부(5)는 수소 저장 탱크(51)를 포함하고,
    상기 공급 밸브 제어부(8)는 차량 전후 방향에 있어서, 상기 수소 저장 탱크(51)보다도 차량 중심측에 설치되는, 차량용 연료 전지 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고전압부(3)는 배터리를 포함하는, 차량용 연료 전지 시스템.
  7. 차량 전방 및 후방의 일방측에 배치되고, 고전압으로 되는 고전압부(3)와,
    상기 일방측에 배치되고 당해 고전압부를 제어하도록 구성된 고전압 제어부(4)와,
    상기 차량 전방 및 후방의 타방측에 배치되고, 연료 전지 스택에 대하여 수소를 공급하는 수소 공급부(5)와,
    상기 타방측에 배치되고, 상기 수소 공급부(5)로부터 연료 전지 스택으로의 수소의 공급로를 차단하는 수소 공급 밸브를 제어하도록 구성된 공급 밸브 제어부(8)를 구비하는 차량용 연료 전지 시스템의 제어 방법이며,
    상기 일방측 또는 타방측의 충돌이 검출되면, 상기 타방측의 공급 밸브 제어부(8)는 상기 일방측의 고전압부(3)를 방전시키는 방전 제어를 행하고, 상기 일방측의 고전압 제어부(4)는 상기 타방측의 수소 공급 밸브(7)를 폐쇄 상태로 하는 차단 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 제어 방법.
KR1020160170208A 2015-12-17 2016-12-14 차량용 연료 전지 시스템 및 그의 제어 방법 KR101939447B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015245902A JP6299736B2 (ja) 2015-12-17 2015-12-17 車両用燃料電池システム及びその制御方法
JPJP-P-2015-245902 2015-12-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170072804A KR20170072804A (ko) 2017-06-27
KR101939447B1 true KR101939447B1 (ko) 2019-01-16

Family

ID=58994768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160170208A KR101939447B1 (ko) 2015-12-17 2016-12-14 차량용 연료 전지 시스템 및 그의 제어 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10118492B2 (ko)
JP (1) JP6299736B2 (ko)
KR (1) KR101939447B1 (ko)
CN (1) CN107020964B (ko)
CA (1) CA2951895C (ko)
DE (1) DE102016124259B4 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019089397A (ja) * 2017-11-13 2019-06-13 トヨタ自動車株式会社 車両
JP7177615B2 (ja) * 2018-07-23 2022-11-24 株式会社Subaru バッテリ保護装置
CN111231672B (zh) * 2018-11-09 2021-11-05 北汽福田汽车股份有限公司 燃料电池的控制方法和装置
CN111993893B (zh) * 2020-06-19 2021-11-12 嘉兴学院 一种太阳能智能供电的车载氢气安全系统和方法
CN114179615B (zh) * 2020-09-15 2023-09-01 宇通客车股份有限公司 一种燃料电池车辆的碰撞处理控制方法及系统
CN114559817A (zh) * 2021-02-22 2022-05-31 长城汽车股份有限公司 一种车辆控制方法、控制器及车辆
JP2022147043A (ja) * 2021-03-23 2022-10-06 本田技研工業株式会社 燃料電池車両
CN114103645B (zh) * 2021-11-17 2023-11-28 中国第一汽车股份有限公司 燃料电池车辆的碰撞处理方法、装置、设备及存介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080093140A1 (en) 2004-12-21 2008-04-24 Nissan Motor Co., Ltd Fuel Cell System for Vehicle and Vehicle
KR101229337B1 (ko) 2007-12-28 2013-02-05 도요타 지도샤（주） 연료전지시스템
JP5390765B2 (ja) 2007-12-28 2014-01-15 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
US20150343903A1 (en) 2014-06-02 2015-12-03 Hyundai Motor Company Safety system of fuel cell vehicle and control method for the same

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3112168B1 (ja) 2000-01-06 2000-11-27 富士電機株式会社 燃料電池自動車の安全装置
JP2004122972A (ja) * 2002-10-03 2004-04-22 Toyota Motor Corp 自動車
JP4066882B2 (ja) * 2003-05-22 2008-03-26 トヨタ自動車株式会社 車載燃料電池発電システムの制御装置および制御方法
JP4386166B2 (ja) * 2003-08-08 2009-12-16 トヨタ自動車株式会社 燃料電池車両
JP2006182300A (ja) 2004-12-28 2006-07-13 Denso Corp 車両用衝突安全システム
JP4650029B2 (ja) 2005-03-03 2011-03-16 トヨタ自動車株式会社 衝突判定システムおよび車両
JP2007335184A (ja) 2006-06-14 2007-12-27 Toyota Motor Corp 燃料電池車両
JP5915828B2 (ja) * 2011-06-08 2016-05-11 マツダ株式会社 車両の制御装置
JP2013090424A (ja) * 2011-10-18 2013-05-13 Toyota Motor Corp 走行用モータを有する自動車

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080093140A1 (en) 2004-12-21 2008-04-24 Nissan Motor Co., Ltd Fuel Cell System for Vehicle and Vehicle
KR101229337B1 (ko) 2007-12-28 2013-02-05 도요타 지도샤（주） 연료전지시스템
JP5390765B2 (ja) 2007-12-28 2014-01-15 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
US20150343903A1 (en) 2014-06-02 2015-12-03 Hyundai Motor Company Safety system of fuel cell vehicle and control method for the same

Also Published As

Publication number Publication date
CA2951895C (en) 2019-05-21
JP2017112752A (ja) 2017-06-22
JP6299736B2 (ja) 2018-03-28
CA2951895A1 (en) 2017-06-17
CN107020964A (zh) 2017-08-08
CN107020964B (zh) 2019-05-03
KR20170072804A (ko) 2017-06-27
US20170174083A1 (en) 2017-06-22
DE102016124259B4 (de) 2022-09-22
DE102016124259A1 (de) 2017-06-22
US10118492B2 (en) 2018-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101939447B1 (ko) 차량용 연료 전지 시스템 및 그의 제어 방법
US9233610B2 (en) Apparatus and method of compensating for motor velocity of fuel cell vehicle
US7690458B2 (en) Control apparatus and control method for vehicle-mounted fuel cell power generation system
CN107810574B (zh) 电池膨胀感测系统和方法
JP5730975B2 (ja) 電動車両
CN103085669B (zh) 自动碰撞电池放电方法
JP4372725B2 (ja) 燃料電池システム
US20150343903A1 (en) Safety system of fuel cell vehicle and control method for the same
US9919604B2 (en) Power net system of fuel cell vehicle and method for controlling the same
RU2645178C2 (ru) Способ и устройство управления блоками накопления электрической энергии для электрического питания транспортного средства с электрическим двигателем
US10179513B2 (en) Power net system of fuel cell vehicle and method for controlling the same
KR20220075225A (ko) 연료 전지 스택 보호 방법, 장치, 및 연료 전지 전력 공급 시스템
JP5064368B2 (ja) Ｄｃ／ｄｃコンバータシステム
JP2015216729A (ja) 電動車両のバッテリ制御装置
CN114755496A (zh) 绝缘电阻检测设备、具有该设备的系统及其方法
JP5355631B2 (ja) 燃料電池車両の制御方法
US10277025B2 (en) Safety apparatus of fuel cell vehicle and method for controlling the safety apparatus
JP2011228076A (ja) 燃料電池システム
JP2016076335A (ja) 二次電池システム
CN115603273A (zh) 用于识别电路中的接地故障的位置的方法
US11296344B2 (en) Operating control method and control system of fuel cell stack
KR20140110170A (ko) 연료전지차량의 전기안전시스템
JP2010218953A (ja) 燃料電池システム
CN114537217A (zh) 用于检测电动车辆的电池的热失控的装置和方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant