WO2005086261A1 - 燃料電池システム - Google Patents

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Tomohiro Saito
Hideki Kashiwagi
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Denso Corporation
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    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to a fuel cell system, and more particularly to start-up control of a fuel cell.
  • Fuel cells are attracting attention as environmentally friendly and clean power sources.
  • This fuel cell uses a fuel such as hydrogen and air to generate electric power by an electrochemical reaction, and starting the fuel cell requires time for supplying fuel and air, controlling temperature, and the like. is there.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-123191 discloses that, before connecting a fuel cell to a load (motor), electric power is supplied to auxiliary equipment that suffices at a predetermined low current, thereby enabling warm-up. It states that the vehicle will be operated and that electricity will be supplied to the load after the warm-up is completed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-231 1991 Disclosed invention
  • the load that consumes more power immediately after the warm-up operation for example, a motor for driving a vehicle
  • the load suddenly consumes a high current, and the fuel cell voltage may decrease.
  • the power generated by the fuel cell may not be able to keep up with the required power of the load and may not satisfy the driver's driving requirements. There is.
  • the present invention provides a fuel cell system that solves the above-described problems of the conventional art and that can improve the output stability of the fuel cell after connecting the fuel cell to a load. That is the task.
  • a fuel cell system includes a load, a fuel cell that supplies power to the load, a power storage device that can charge at least power corresponding to power consumption of the load, A connection control device for controlling connection of the fuel cell to the load.
  • the fuel cell Before the connection control device connects the fuel cell to the load, the fuel cell causes the fuel cell to generate power corresponding to the power consumption of the load, and supplies the generated power to the power storage device.
  • the power storage device used for driving auxiliary equipment can be supplemented.
  • the fuel cell is caused to generate power corresponding to the power consumption of the load at the time of starting the fuel cell and before connecting the fuel cell to the load by the connection device. It is desirable to supply power to the power storage device.
  • the power corresponding to the power consumption of the load is power corresponding to the maximum power consumption of the load.
  • the fuel cell further include a control device that controls the fuel cell so as to generate electric power that can be charged in the power storage device.
  • control device may calculate a maximum charge power allowed by the power storage device based on at least a voltage of the power storage device, and control the fuel cell based on the maximum charge power. desirable. By determining the generated voltage based on the maximum charging power allowed by the power storage device, it is possible to prevent the power storage device from exceeding its limit.
  • connection control device further determines whether or not the fuel cell voltage detected by the voltage detection device at the time of supplying power to the consuming device is equal to or higher than a predetermined value. It is desirable to permit connection between the fuel cell and the load. Even if power equivalent to the load is generated in the fuel cell, it is confirmed that there is no abnormality in the fuel cell voltage before connecting to the load, so that the output stability after connecting the load can be further improved.
  • the voltage detector detects a voltage of each cell of the fuel cell. By detecting the voltage of each cell, the starting state can be accurately grasped.
  • the load includes a driving device for driving the vehicle, and the power corresponding to the maximum power consumption of the load is the power corresponding to the maximum power consumption after the activation of the driving device for driving. Desirably, it is electric power.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of a start-up check and a load connection possibility determination by the fuel cell system of the embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically showing a fuel cell system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention.
  • This system consists of a fuel cell 10, a voltage detector 11, a hydrogen supply 12, an air supply 13, a driving device 2, a power converter 30, a power storage 31, a power storage controller 32, An electronic control unit 4 is provided.
  • the fuel cell 10 receives supply of hydrogen and air through a hydrogen supply device 12 and an air supply device 13, respectively, and generates electric power by an electrochemical reaction.
  • the voltage detecting device 11 detects each cell voltage of the fuel cell and outputs the detected voltage value of each cell to the electronic control unit 4.
  • the driving device 2 includes, for example, a traction inverter and a three-phase synchronous motor.
  • the power converter 30 is, for example, a DC voltage converter.
  • the power conversion device 30 supplies the power stored in the power storage device 31 to the driving device 2 for driving, and conversely, the regenerative power generated by the driving device 2 and the surplus power generated by the fuel cell 10. And has the function of causing the power storage device 31 to store power.
  • both output terminals of the power converter 30 on the fuel cell side are connected to both output terminals of the fuel cell 10, respectively. Therefore, the output voltage of the entire fuel cell 10 is determined by the output voltage of the power converter 30.
  • the pressure can be set. Therefore, the power conversion device 30 constitutes a control device of the fuel cell.
  • the power storage device 31 can be composed of, for example, a secondary battery or a capacitor. It is assumed that power storage device 31 has a sufficient battery capacity so that power corresponding to power consumption of traveling drive device 2 or higher power can be received as charging power.
  • the power storage control device 32 controls the voltage, battery capacity (SOC), and temperature of the power storage device 31. Based on this, the maximum charge power that can charge the power storage device is calculated and output to the electronic control unit 4. In addition, based on the output of the electronic control unit 4, charge / discharge control of the power storage device 31 is performed.
  • SOC battery capacity
  • the electronic control unit 4 outputs a signal for instructing a supply amount to the hydrogen supply device 12 and the air supply device 13 of the fuel cell based on the output of an accelerator opening detector (not shown) or the like. Further, based on the maximum charge power that can be charged to the power storage device calculated by the power storage control device 32, the fuel cell power generation that is equal to or less than this power is determined, and the fuel cell voltage is calculated based on the fuel cell power generation. Then, it transmits to power storage control device 32. Further, the electronic control unit 4 constitutes the connection control device of the present invention, and determines whether or not connection to the driving drive device 2 as a load is possible based on a signal from the voltage detection device 11 of the fuel cell.
  • the fuel cell voltage detected by the voltage detector 11 is equal to or higher than a predetermined value. If the voltage is equal to or higher than the predetermined value, a control signal is transmitted to a switch (not shown). The fuel cell 10 is connected to the driving device 2 for traveling.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the processing procedure of the fuel cell system of the embodiment for confirming startup and determining whether or not to connect a load. The process according to this flowchart is executed by the electronic control unit 4 and the power storage control device 32 when the fuel cell system is started.
  • step S1 When the ignition key is turned ON in step S1, the hydrogen supply is started and pressurized in step S2, and the air supply is started and pressurized in step S3.
  • step S4 the voltage of each cell of the fuel cell is detected by taking in the output of the voltage detector 11. Then, in step S5, it is determined whether or not all cell voltages are equal to or higher than the allowable voltage. This voltage is, for example, 0.9 V per cell. If any cell voltage did not reach If (step S5: NO), it is determined in step S6 whether there is an abnormality such as a failure in the fuel cell. The series of processing is terminated after being disapproved, and if there is no abnormality (step S6: NO), the fuel cell has not been started yet, so a predetermined time is waited in step S7, and the process returns to step S4. Detect each cell voltage. On the other hand, if all the cell voltages have reached V (step S5: YES), the process proceeds to the next step to determine whether connection should be permitted.
  • step S8 maximum chargeable power Pc of power storage device calculated by power storage control device 32 is detected. Then, in step S9, based on the maximum charging power Pc, the generated power Pr to be generated by the fuel cell is determined. It is desirable that the generated power Pr of the fuel cell be lower than the rechargeable power Pc and a value close to the maximum output of the driving device 2 after starting. The lowering of the maximum charging power P c is to prevent the limit of the power storage device from being exceeded, and the value close to the maximum output after the starting of the driving device for driving is determined by the consumption of the driving device for driving.
  • step S9 the generated current Ir is also determined based on the generated power Pr. This generated current is determined based on the power-current characteristic map of the fuel cell 10.
  • step S10 the control voltage Vr of the fuel cell is determined based on the generated current Ir and transmitted to the power storage control device 32. The determination of the control voltage Vr is determined based on a voltage-current characteristic map of the fuel cell 10.
  • step S11 After transmitting the control voltage Vr of the fuel cell to the power storage control device 32, it waits for a certain period (for example, 200 milliseconds) to elapse in step S11, and the certain period elapses in step S12. The value of each subsequent cell voltage is read from the voltage detector 11.
  • a certain period for example, 200 milliseconds
  • step S 1 3 respectively permissible voltage V 2 and the ratio of the value of the voltage of each cell Compare.
  • the V 2 is a 0. 4V per cell, for example. If any of the cell voltage has not reached the V 2 (Step S 1 3: NO), determines whether or not there is an abnormality such as a failure in the fuel cell at step S 1 4, if there is abnormal ( (Step S14: YES) In step SI6, connection to the load is not permitted, and a series of processing is terminated. If there is no abnormality (step S14: NO), step S14 is performed because the start of the fuel cell is still insufficient. After waiting for a predetermined time in 15, the process returns to step S 8 to calculate the maximum charging power Pc.
  • Step S 1 3 YES
  • the fuel cell can be connected to the drive device. For example, if the vehicle is a car, it can be started safely by putting the gear into drive mode and pressing the accelerator pedal.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically showing a fuel cell system according to a second embodiment of the present invention.
  • the same parts as those in the first embodiment in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted.
  • the second embodiment discharges electricity from the power storage device 31a to charge the power generated by the fuel cell 10 to the power storage device 31 so that the vehicle can run even during the warm-up operation.
  • the voltage is supplied to the traveling drive device 2.
  • two sets of power storage devices that is, power storage devices 31 and 31a, are provided, and correspondingly, the power conversion device has a two-set configuration of 30 and 30a.
  • the electricity generated by the fuel cell 10 is charged by the power storage device 31 and the power required for driving by the driving device 2 is supplied to the power storage device 31a. Is done.
  • both the power storage devices 31 and 3 la are used for driving, or for charging regenerative power or charging from the fuel cell 10.
  • the power storage device 31a is a power storage device (power supply) for the traveling drive device 2
  • the functions are shared by using the power storage device 31 as a power storage device (power supply) for fuel cell auxiliary devices (air compressors, pumps, etc.) and vehicle catchers (air conditioners, electric brakes, electric steering pumps, etc.). Let me do it. Further, the power supply destinations of the two power storage devices may be switched as appropriate, or the charge / discharge distribution destination may be changed.
  • the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 3, but may be configured to be switchable between warm-up power generation and drive, or may be configured to divide one set of power storage devices to perform respective functions. Further, one or both of the power storage devices may be a capacitor or the like in addition to the secondary battery. ⁇ Industrial availability
  • the present invention is effective in that it is possible to improve the output stability of a fuel cell after the fuel cell is connected to a load, and can be widely used for a fuel cell system having such a demand. it can.

Abstract

　本発明による燃料電池システムは、走行用駆動装置（負荷）２と、駆動装置に電力を供給する燃料電池１０と、駆動装置の消費電力相当の電力を消費する蓄電装置３１と、燃料電池の駆動装置に対する接続を制御する電子制御ユニット（接続制御装置）４と、を備えている。電子制御ユニットの制御により燃料電池を駆動装置に接続する前に、燃料電池に駆動装置の消費電力相当の電力を発電させ、発電した電力を蓄電装置に供給する。蓄電装置への電力供給時の燃料電池電圧が所定値以上である場合に、燃料電池と駆動装置との接続を許可する。

Description

明細書
燃料電池システム 技術分野
本発明は燃料電池システムに関し、 特に燃料電池の起動制御に関する。 背景技術
燃料電池は、 環境に優しいクリーンな電源として注目されている。 この燃 料電池は、 水素などの燃料と空気とを用いて電気化学反応により電力を発生 するものであり、 燃料電池の起動には燃料及び空気の供給や温度制御などの ために時間が必要である。 例えば特開平 9一 2 3 1 9 9 1号公報には、 燃料 電池を負荷 （モータ） に接続する前に、 所定の低電流で足りる補機類に対し て電力を供給することによって、 暖機運転を行い、 暖機終了後に負荷に対し て電気を供給することが記載されている。
[特許文献 1 ] 特開平 9一 2 3 1 9 9 1号公報 発明の開示
しかしながら、 この従来技術においては、 補機類への電力供給時に燃料電 池が正常に動作したとしても、 暖機運転直後により大きな電力を消費する負 荷 （例えば、 車両の駆動用モータ） に電力供給先を切り替えると、 負荷が急 に高電流を消費するため、 燃料電池電圧が低下してしまう可能性がある。 例 えば燃料電池車において燃料電池を起動して負荷 （モータ） に接続後すぐに 急 進しょうとした場合に燃料電池による発電が負荷の要求電力に追いつか ず、 運転者の走行要求を満たさなくなる可能性がある。
本発明は、 上記従来技術の問題を解決し、 燃料電池を負荷に接続した後の 燃料電池の出力安定性を向上することのできる燃料電池システムを提供する ことを課題とする。
上記課題を解決するため、 本発明の燃料電池システムは、 負荷と、 前記負 荷に電力を供給する燃料電池と、 少なくとも前記負荷の消費電力相当の電力 を充電することができる蓄電装置と、 前記燃料電池の前記負荷に対する接続 を制御する接続制御装置と、 を備えている。 そして、 前記接続制御装置によ り前記燃料電池を前記負荷に接続する前に、 前記燃料電池に前記負荷の消費 電力相当の電力を発電させ、 発電した電力を前記蓄電装置に供給する。 この ように、 負荷に接続する前に負荷の消費電力相当の電力を蓄電装置に供給す ることで、 負荷に接続した時の燃料電池電圧の低下を防止し、 負荷接続後の 出力安定性を向上することができる。 また、 負荷に接続する前に燃料電池で 発電された電力が蓄電装置に充電されるため、 補機の駆動などで使用した蓄 電装置の電力を補填することができる。
上記燃料電池システムにおいて、 前記燃料電池の起動時であって前記接続 装置により前記燃料電池を前記負荷に接続する前に、 前記燃料電池に前記負 荷の消費電力相当の電力を発電させ、 発電した電力を前記蓄電装置に供給す ることが望ましい。
また、 前記負荷の消費電力相当の電力は、 前記負荷の最大消費電力相当の 電力であることが望ましい。
また、 前記蓄電装置に充電可能な電力を発電するように前記燃料電池を制 御する制御装置を更に備えることが望ましい。
上記燃料電池システムにおいて、 前記制御装置は、 少なくとも前記蓄電装 置の電圧に基づいて、 前記蓄電装置が許容する最大充電電力を算出し、 この 最大充電電力に基づいて前記燃料電池を制御することが望ましい。 蓄電装置 が許容する最大充電電力をもとに発電電圧を決定することで、 蓄電装置の限 界を超えてしまうことを防止することができる。
上記燃料電池システムにおいて、 前記燃料電池の電圧を検出する電圧検出 装置を更に備え、 前記接続制御装置は、 前記消費装置への電力供給時に前記 電圧検出装置が検出した燃料電池電圧が所定値以上であるか否かを判定し、 所定値以上である場合に、 前記燃料電池と前記負荷との接続を許可すること が望ましい。 負荷相当の電力を燃料電池に発生させても燃料電池電圧に異常 がないことを確認してから負荷に接続するので、 負荷接続後の出力安定性を より向上することができる。
上記燃料電池システムにおいて、 前記電圧検出装置は、 前記燃料電池の各 セルの電圧を検出することが望ましい。 各セルの電圧を検出することで、 起 動状態を正確に把握することができる。
また、 上記燃料電池システムを備えた車両において、 前記負荷は、 車両の 走行用駆動装置を含み、 前記負荷の最大消費電力相当の電力は、 前記走行用 駆動装置の起動後の最大消費電力相当の電力であることが望ましい。
このような燃料電池システムを車両に適用することにより、 燃料電池を負 荷に接続した後、 急発進するような場合であっても燃料電池の出力を安定さ せることができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1実施形態に係る燃料電池システムを概略的に示すプ ロック図。
図 2は、 上記実施形態の燃料電池システムによる起動確認及び負荷接続可 否判断の処理手順を示すフローチャート。
図 3は、 本発明の第 2実施形態に係る燃料電池システムを概略的に示すブ ロック図。 発明を実施するための最良の形態
次に、 図面を参照しながら本発明の実施の形態について、 本発明を車両に 適用した場合を例にとって説明する。
< 1 . システム構成 >
図 1は、 本発明の第 1実施形態に係る燃料電池システムを概略的に示すブ ロック図である。 このシステムは、 燃料電池 1 0、 電圧検出装置 1 1、 水素 供給装置 1 2、 空気供給装置 1 3、 走行用駆動装置 2、 電力変換装置 3 0、 蓄電装置 3 1、 蓄電制御装置 3 2、 電子制御ュニット 4を備えている。 燃料電池 1 0は、 水素供給装置 1 2と空気供給装置 1 3を通じてそれぞれ 水素と空気の供給を受け、 電気化学反応により電力を発生する。 電圧検出装 置 1 1は燃料電池の各セル電圧を検出し、 検出した各セルの電圧値を電子制 御ュュット 4に出力する。
走行用駆動装置 2は例えばトラクシヨンインバータと 3相同期モータから なり、 燃料電池 1 0や電力変換装置 3 0から供給された電力によって駆動力 を発生して車両の車輪を駆動させる。
電力変換装置 3 0は例えば直流電圧変換器からなる。 この電力変換装置 3 0は、 蓄電装置 3 1に蓄えられた電力を走行用駆動装置 2に供給したり、 逆 に走行用駆動装置 2で発生した回生電力や燃料電池 1 0で発生した余剰電力 を蓄電装置 3 1に蓄電させたりする機能を有する。 また、 電力変換装置 3 0 の燃料電池側の両出力端子は燃料電池 1 0の両出力端子に各々接続されてい るので、 電力変換装置 3 0の出力電圧によって、 燃料電池 1 0全体の出力電 圧を設定することができる。 従って、 電力変換装置 3 0は、 燃料電池の制御 装置を構成する。
蓄電装置 3 1は、 例えば二次電池又はキャパシタ等により構成することが できる。 この蓄電装置 3 1は、 走行用駆動装置 2の消費電力に相当する電力 又はこれより大きな電力を充電電力として受容することができるように、 充 分な電池容量を備えたものとする。
蓄電制御装置 3 2は、 蓄電装置 3 1の電圧、 電池容量 （ S O C )、 温度に 基づいて、 蓄電装置に充電可能な最大充電電力を算出し、 電子制御ユニット 4に出力する。 また、 電子制御ユニッ ト 4の出力に基づき、 蓄電装置 3 1の 充放電制御を行う。
電子制御ュニット 4は、 図示しないアクセル開度検出装置等の出力に基づ き、 燃料電池の水素供給装置 1 2及び空気供給装置 1 3に対して、 供給量を 指示する信号を出力する。 また、 蓄電制御装置 3 2で算出された蓄電装置に 充電可能な最大充電電力に基づいて、 この電力以下の燃料電池発電電力を決 定し、 この燃料電池発電電力に基づいて燃料電池電圧を算出し、 蓄電制御装 置 3 2に送信する。 更に、 電子制御ユニット 4は本発明の接続制御装置を構 成し、 燃料電池の電圧検出装置 1 1からの信号に基づき、 負荷である走行用 駆動装置 2への接続の可否を判断する。 具体的には、 電圧検出装置 1 1で検 出された燃料電池電圧が所定値以上であるか否かを判定し、 所定値以上であ る場合に、 図示しない切り替えスィッチに制御信号を送信して燃料電池 1 0 を走行用駆動装置 2に接続する。
< 2 . 制御フロー >
図 2は、 上記実施形態の燃料電池システムによる起動確認及び負荷接続可 否判断の処理手順を示すフローチャートである。 このフローチャートによる 処理は、 燃料電池システム起動時に、 電子制御ユニット 4及び蓄電制御装置 3 2により実行される。
ステップ S 1において、 イグニッションキーが O Nされた場合、 ステップ S 2において、 水素供給が開始及び加圧され、 ステップ S 3において空気供 給が開始及び加圧される。
ステップ S 4において、 電圧検出装置 1 1の出力を取り込むことで、 燃料 電池の各セルの電圧を検出する。 そしてステップ S 5において、 すべてのセ ル電圧が許容電圧 以上であるか否かを判定する。 この は例えば 1セ ルごとに 0 . 9 Vとする。 いずれかのセル電圧が に達していなかった場 合 （ステップ S 5 ： N O ) , ステップ S 6において燃料電池に故障などの異 常があるか否かを判定し、 異常があれば （ステップ S 6 ： Y E S ) ステップ S 1 6において負荷への接続不許可となって一連の処理を終了し、 異常が無 ければ （ステップ S 6 ： N O) 燃料電池の起動がまだであるためステップ S 7において一定時間の経過を待ち、 ステップ S 4に戻って各セル電圧を検出 する。 一方、 すべてのセル電圧が V に達していた場合 （ステップ S 5 ： Y E S )、 次のステップに進んで接続許可とすべきかどうかを判断する。
ステップ S 8において、 蓄電制御装置 3 2で算出された蓄電装置の充電可 能な最大充電電力 P cを検出する。 そしてステップ S 9において、 この最大 充電電力 P cに基づき、 燃料電池に発電させる発電電力 P rを決定する。 燃 料電池の発電電力 P rは、 充電可能電力 P cより低く、 かつ走行用駆動装置 2の起動後の最大出力に近い値であることが望ましい。 最大充電電力 P cよ り低くするのは、 蓄電装置の限界を超えないようにするためであり、 走行用 駆動装置の起動後の最大出力に近い値とするのは、 走行用駆動装置の消費電 力相当の電力を燃料電池で発電しても発電能力に支障が無いことが確認でき れば、 駆動装置への接続後も支障が無いと考えられるからである。 更にステ ップ S 9においては、 発電電力 P rに基づき発電電流 I rも決定する。 この 発電電流は、 燃料電池 1 0の電力一電流特性マップに基いて決定される。 ステップ S 1 0において、 発電電流 I rに基づき燃料電池の制御電圧 V r を決定し、 蓄電制御装置 3 2に送信する。 この制御電圧 V rの決定は、 燃料 電池 1 0の電圧一電流特性マップに基づいて決定される。
蓄電制御装置 3 2に燃料電池の制御電圧 V rを送信した後、 ステップ S 1 1において一定期間 （例えば 2 0 0ミリ秒） 経過するのを待ち、 ステップ S 1 2において、 当該一定期間が経過後の各セル電圧の値を電圧検出装置 1 1 から読み取る。
ステップ S 1 3において、 各セルの電圧の値をそれぞれ許容電圧 V 2と比 較する。 この V2は例えば 1セルごとに 0. 4Vとする。 いずれかのセル電 圧が V2に達していなかった場合 （ステップ S 1 3 ： NO)、 ステップ S 1 4において燃料電池に故障などの異常があるか否かを判定し、 異常があれば (ステップ S 14 : YES) ステップ S I 6において負荷への接続不許可と なって一連の処理を終了し、 異常が無ければ （ステップ S 14 ： NO) 燃料 電池の起動がまだ不十分であるためステップ S 1 5において一定時間の経過 を待ち、 ステップ S 8に戻って最大充電電力 P cを算出する。 一方、 すべて のセル電圧が V2に達していた場合 （ステップ S 1 3 ： YES), ステップ S 1 7において接続許可として一連の処理を終了する。 接続許可となったら 燃料電池を駆動装置に接続することが可能になるので、 例えば自動車であれ ばギアをドライブモードに入れてアクセルペダルを踏めば、 安全に発進する ことができる。
図 3は、 本発明の第 2実施形態に係る燃料電池システムを概略的に示すブ ロック図である。 図 1の第 1実施形態と同様の部分には同一の符号を付して 詳細な説明を省略する。
第 2実施形態は、 燃料電池 10の発電電力を蓄電装置 3 1に充電して暖機 運転を行っている際にも車両の走行を可能とするために、 蓄電装置 3 1 aか らの放電電圧を走行用駆動装置 2に供給するものである。 図 3の例では、 蓄 電装置 31及ぴ 31 aという 2セットの蓄電装置を設けることとし、 これに 対応して電力変換装置も 30及び 30 aという 2セット構成とした。 燃料電 池の暖機運転中においては、 燃料電池 10で発電された電気が蓄電装置 3 1 で充電されると共に、 走行用駆動装置 2で駆動用に必要な電力が蓄電装置 3 1 aに供給される。 燃料電池 10の暖機運転終了後は、 蓄電装置 31及び 3 l aの両方を駆動用に、 または、 回生電力の充電用や燃料電池 10からの充 電用に用いる。
なお、 蓄電装置 31 aを走行駆動装置 2に対する蓄電装置 （電源） とし、 蓄電装置 3 1を燃料電池の補機 （エアコンプレッサ、 ポンプ等） や車両用捕 機 （エアコン、 電動ブレーキ、 電動ステアリングポンプ等） に対する蓄電装 置 （電源） として利用するようにして、 機能を分担させてもよレ、。 また、 適 宜二つの蓄電装置の電力供給先を切り替えたり、 充放電の配分先を変更した りしてもよい。
この他、 図 3に示す構成に限らず、 暖機発電用と駆動用とを切り替え可能 にしてもよいし、 1セットの蓄電装置を分割してそれぞれの作用をさせるこ ととしてもよい。 また、 一方又は双方の蓄電装置は、 二次電池の他、 キャパ シタ等でも良い。 · 産業上の利用可能性
本発明は、 燃料電池を負荷に接続した後の燃料電池の出力安定性を向上す ることが可能である点で有効であり、 そのような要求のある燃料電池システ ムに広く利用することができる。

Claims

請求の範囲
1 . 負荷と、
前記負荷に電力を供給する燃料電池と、
少なくとも前記負荷の消費電力相当の電力を充電することができる蓄電装 置と、
前記燃料電池の前記負荷に対する接続を制御する接続制御装置と、 を備え た燃料電池システムにおいて、
前記接続制御装置により前記燃料電池を前記負荷に接続する前に、 前記燃 料電池に前記負荷の消費電力相当の電力を発電させ、 発電した電力を前記蓄 電装置に供給する、 燃料電池システム。
2 . 請求項 1において、
前記燃料電池の起動時であって前記接続装置により前記燃料電池を前記負 荷に接続する前に、 前記燃料電池に前記負荷の消費電力相当の電力を発電さ せ、 発電した電力を前記蓄電装置に供給する、 燃料電池システム。
3 . 請求項 2において、
前記負荷の消費電力相当の電力は、 前記負荷の最大消費電力相当の電力で ある、 燃料電池システム。
4 . 請求項 1乃至 3の何れか一項において、
前記蓄電装置に充電可能な電力を発電するように前記燃料電池を制御する 制御装置を更に備えた、 燃料電池システム。
5 . 請求項 4において、
前記制御装置は、 少なくとも前記蓄電装置の電圧に基づいて、 前記蓄電装 置が許容する最大充電電力を算出し、 この最大充電電力に基づいて前記燃料 電池を制御する、 燃料電池システム。
6 . 請求項 1乃至請求項 5の何れか一項において、 前記燃料電池の電圧を検出する電圧検出装置を更に備え、 前記接続制御装置は、 前記消費装置への電力供給時に前記電圧検出装置が 検出した燃料電池電圧が所定値以上であるか否かを判定し、 所定値以上であ る場合に、 前記燃料電池と前記負荷との接続を許可する、 燃料電池システム,
7 . 請求項 6において、
前記電圧検出装置は、 前記燃料電池の各セルの電圧を検出する、 燃料電池 システム。
8 . 請求項 3に記載の燃料電池システムを備えた車両において、
前記負荷は、 車両の走行用駆動装置を含み、
前記負荷の最大消費電力相当の電力は、 前記走行用駆動装置の起動後の最大 消費電力相当の電力である、 車両。
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