(57)【要約】【課題】コスト低減及び小型化を両立する燃料電池の電力調整システムを提供する。【解決手段】電力調整システムは、バッテリー１０と、負荷４０に応じて発電する燃料電池２０と、電流制御回路３０と、を備える。電流制御回路３０は、スイッチング素子と整流素子とを有する切替器を６つ含み、２つの切替器がそれぞれ整流素子の順方向に直列に接続されたモジュール部３００を有する。そして電流制御回路３０は、バッテリー側キャパシタ４２と、燃料電池側キャパシタ４３と、バッテリー側キャパシタ４２又は燃料電池側キャパシタ４３の電圧を昇圧又は降圧するためのリアクトル４１と、を含む。モジュール部３００のうち４つの切替器、リアクトル４１、バッテリー側キャパシタ４２、及び燃料電池側キャパシタ４３は、双方向昇降圧回路を構成する。また、他の切替器の整流素子は、燃料電池２０の逆流防止のためのダイオードとして燃料電池２０と接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるバッテリーと、負荷と、前記負荷に応じて発電する燃料電池と、前記バッテリー、負荷又は燃料電池へ電流を流す電流制御回路と、を備える燃料電池の電力調整システムにおいて、
前記電流制御回路は、
互いに並列に接続されたスイッチング素子と整流素子とを有し、前記整流素子の順方向は、前記スイッチング素子に電流が流れる向きとは逆の方向である切替器を６つ含み、２つの切替器がそれぞれ前記順方向に直列に接続されたモジュール部と、
前記バッテリー側の電圧を平滑にするバッテリー側キャパシタと、
前記燃料電池側の電圧を平滑にする燃料電池側キャパシタと、
前記バッテリー側キャパシタ又は前記燃料電池側キャパシタの電圧を昇圧又は降圧するためのリアクトルと、を含み、
前記６つの切替器のうち４つの切替器と、前記バッテリー側キャパシタと、前記燃料電池側キャパシタと、前記リアクトルとは、前記バッテリー又は前記燃料電池の電圧を変換する双方向昇降圧回路を構成し、
他の切替器のうちいずれかの整流素子は、前記燃料電池の逆流防止のためのダイオードとして前記燃料電池と接続される、
燃料電池の電力調整システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電力調整システムにおいて、
前記負荷は、前記燃料電池側キャパシタと並列に接続され、
前記モジュール部は、前記６つの切替器のうち、第１切替器と第２切替器、第３切替器と第４切替器、及び、第５切替器と第６切替器が、それぞれ前記順方向に直列に接続された調圧モジュールであり、
前記第１切替器及び第２切替器は、前記バッテリー側キャパシタと並列に接続されるとともに、前記第１切替器と前記第２切替器の接点は、前記リアクトルの一端に接続され、
前記第３切替器及び第４切替器は、前記燃料電池側キャパシタと並列に接続されるとともに、前記第３切替器と前記第４切替器の接点は、前記リアクトルの他端に接続され、
前記第５切替器及び第６切替器は、前記燃料電池側キャパシタと並列に接続され、
前記第５切替器の整流素子のアノード端子は、前記負荷及び前記燃料電池側キャパシタからの電流が遮断されるように、前記燃料電池の正極端子に接続される、
燃料電池の電力調整システム。
【請求項３】
請求項２に記載の電力調整システムにおいて、
前記第１切替器から第４切替器までのスイッチング素子を制御して、前記双方向昇降圧回路によって変換される電圧を前記インバーターに出力する制御装置をさらに含み、
前記制御装置は、前記車両の状態に基づいて前記第５切替器のスイッチング素子を非導通状態から導通状態に切り替える、
燃料電池の電力調整システム。
【請求項４】
請求項２に記載の電力調整システムにおいて、
前記制御装置は、前記車両が前記燃料電池から前記バッテリーへの充電状態、又は、前記燃料電池から前記インバーターへの給電状態であると判定したときに、前記第５切替器のスイッチング素子を導通状態に設定する、
燃料電池の電力調整システム。
【請求項５】
請求項２に記載の電力調整システムにおいて、
前記双方向昇降圧回路は、前記燃料電池の内部抵抗を検出するための交流信号を生成し、
前記制御装置は、前記車両がアイドルストップ状態であると判定したときには、前記第５切替器のスイッチング素子を導通状態に設定して、前記第１切替器ないし前記第４切替器を制御して前記交流信号を前記燃料電池の電極端子に重畳する、
燃料電池の電力調整システム。
【請求項６】
請求項２に記載の電力調整システムにおいて、
前記第６切替器は、前記燃料電池と並列に接続され、
前記制御装置は、前記車両がフェール状態であると判定したときには、前記第６切替器のスイッチング素子を導通状態に設定する、
燃料電池の電力調整システム。
【請求項７】
請求項１に記載の電力調整システムにおいて、
前記負荷は、前記燃料電池側キャパシタと並列に接続され、
前記モジュール部は、前記６つの切替器のうち、第１切替器と第２切替器、第３切替器と第４切替器、及び、第５切替器と第６切替器が、それぞれ前記順方向に直列に接続された調圧モジュールであり、
前記第１切替器及び第２切替器は、前記バッテリー側キャパシタと並列に接続されるとともに、前記第１切替器と前記第２切替器の接点は、前記リアクトルの一端に接続され、
前記第３切替器及び第４切替器は、前記燃料電池側キャパシタと並列に接続されるとともに、前記第３切替器と前記第４切替器の接点は、前記リアクトルの他端に接続され
前記第５切替器と第６切替器の接点は、前記負荷の正極端子に接続され、
前記第６切替器の整流素子のアノード端子は、前記負荷及び前記燃料電池側キャパシタからの電流が遮断されるように、前記燃料電池の正極端子に接続される、
燃料電池の電力調整システム。
【請求項８】
請求項１に記載の電力調整システムにおいて、
前記負荷は、前記バッテリー側キャパシタと並列に接続され、
前記モジュール部は、前記６つの切替器のうち、第１切替器と第２切替器、第３切替器と第４切替器、及び、第５切替器と第６切替器が、それぞれ前記順方向に直列に接続された調圧モジュールであり、
前記第１切替器及び第２切替器は、前記バッテリー側キャパシタと並列に接続されるとともに、前記第１切替器と前記第２切替器の接点は、前記リアクトルの一端に接続され、
前記第３切替器及び第４切替器は、前記燃料電池側キャパシタと並列に接続されるとともに、前記第３切替器と前記第４切替器の接点は、前記リアクトルの他端に接続され
前記第５切替器及び第６切替器は、前記燃料電池側キャパシタと並列に接続され、
前記第５切替器の整流素子のアノード端子は、前記燃料電池側キャパシタからの電流が遮断されるように、前記燃料電池の正極端子に接続される、
燃料電池の電力調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池又はバッテリーの入力電圧を調整する電力調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
負荷に対する電力供給源として、燃料電池と２次バッテリーを備えたシステムが知られている。このシステムでは、２つの電力供給源を協調させて負荷に対して電力を供給するために、２つの電力供給源の電圧の違いを調整することにより、それぞれから供給される電力を制御できるようにしている。
【０００３】
より具体的には、燃料電池は、ＩＶ特性を持ち、燃料電池に接続される負荷に応じて電圧が変化し、また、バッテリーの電圧はＳＯＣに応じて変化する。このため、電力調整システムは、バッテリーの電圧が燃料電池の電圧よりも高くても低くても、バッテリーから負荷へ電流を流したり、負荷からの電流をバッテリーに流す必要がある。
【０００４】
特許文献１では、上記要求を実現するためにバッテリーと燃料電池との間に双方向昇降圧回路を接続し、４つのスイッチング素子を制御する手法が開示されている。
【０００５】
このような電力調整システムの構成に着目すると、双方向昇降圧回路は、互いに並列に接続されたスイッチング素子と整流素子とを有する切替器同士を直列に接続したものを２つ備え、直列に接続した切替器の接点同士をリアクトルで接続することで構成されている。
【０００６】
また、双方向昇降圧回路とは別に、燃料電池には負荷やバッテリーからの電流が燃料電池に流れ込むことを防止するために、燃料電池と直列に逆流防止用のダイオードが接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１５９３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
現在、上記のような電力調整システムを開発する上で、小型化、低コスト化を検討している。そのために、上記の双方向昇降圧回路と逆流防止用のダイオードとを一つのモジュールにした専用品を作ることが挙げられるが、小型化は実現できるものの、コストが高くなることが懸念される。
【０００９】
また、双方向昇降圧回路のモジュールとして一般的な、２つの切替器を直列に接続したモジュールを利用することも挙げられる。この場合、２つのモジュールをリアクトルで接続することで、双方向昇降圧回路を実現できるが、汎用品を利用することでコストは抑えられるものの、２つのモジュールと逆流防止用のダイオードが別体となってしまうため、より小型化に対する改善の余地が残る。
【００１０】
本発明は、コスト低減及び小型化を両立する燃料電池の電力調整システムを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。
【００１２】
本発明は、車両に搭載されるバッテリーと、負荷と、前記負荷に応じて発電する燃料電池と、前記バッテリー、負荷又は燃料電池へ電流を流す電流制御回路と、を備える燃料電池の電力調整システムである。前記電流制御回路は、互いに並列に接続されたスイッチング素子と整流素子とを有し、前記整流素子の順方向は、前記スイッチング素子に電流が流れる向きとは逆の方向である切替器を６つ含み、２つの切替器がそれぞれ前記順方向に直列に接続されたモジュール部を有する。そして前記バッテリー側の電圧を平滑にするバッテリー側キャパシタと、前記燃料電池側の電圧を平滑にする燃料電池側キャパシタと、前記バッテリー側キャパシタ又は前記燃料電池側キャパシタの電圧を昇圧又は降圧するためのリアクトルと、を含む。前記６つの切替器のうち４つの切替器と、前記バッテリー側キャパシタと、前記燃料電池側キャパシタと、前記リアクトルとは、前記バッテリー又は前記燃料電池の電圧を変換する双方向昇降圧回路を構成する。また、他の切替器のうちいずれかの整流素子は、前記燃料電池の逆流防止のためのダイオードとして前記燃料電池と接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この態様によれば、モジュール部には、例えば駆動モーターのインバーターで使われている６つの切替器を有する調圧モジュールを利用できるので、専用品に対してコストを抑えることができる。
【００１４】
また、６つの切替器のうち４つの切替器を双方向昇降圧回路とし、残りの２つの整流素子のいずれかを燃料電池の逆流防止ダイオードとして利用することで、双方向昇降圧回路と逆流防止ダイオードを一体にできる。このため、双方向昇降圧回路のモジュールを利用した電力調整システムに対して、逆流防止ダイオードも一体とできるので小型化を実現できる。
【００１５】
したがって、電力調整システムのコスト低減及び小型化を両立できる。
【００１６】
本発明の実施形態、本発明の利点については、添付された図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態における電力調整システムを示す回路図である。
【図２】図２は、電力調整システムに用いられる調圧モジュールを示す図である。
【図３】図３は、第２実施形態における電力調整システムを示す回路図である。
【図４】図４は、燃料電池への逆流防止用の整流素子と並列に接続されたスイッチ素子の制御方法を示すフローチャートである。
【図５】図５は、第３実施形態におけるスイッチング素子の制御方法を示すフローチャートである。
【図６】図６は、第４実施形態におけるスイッチング素子の制御方法を示すフローチャートである。
【図７】図７は、第５実施形態における電力調整システムを示す図である。
【図８】図８は、燃料電池の放電禁止用の整流素子と並列に接続されたスイッチング素子の制御方法を示すフローチャートである。
【図９】図９は、第６実施形態における電力調整システムを示す回路図である。
【図１０】図１０は、第７実施形態における電力調整システムを示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における燃料電池の電力調整システムを示す構成図である。
【００１９】
電力調整システム１００は、例えば、燃料電池によって電動モーターを駆動する車両に搭載される。
【００２０】
電力調整システム１００は、電動モーター４と、強電バッテリー１０と、バッテリー連結器１１と、燃料電池２０と、燃料電池連結器２１と、電力調整回路３０と、インバーター４０と、制御装置５０と、を備える。
【００２１】
強電バッテリー１０は、インバーター４０を介して電動モーター４から供給される電力を蓄える。強電バッテリー１０は、例えば、直流電圧３００Ｖ（ボルト）のリチウムイオンバッテリー（２次電池）である。強電バッテリー１０は、バッテリー連結器１１によって電力調整回路３０と接続される。
【００２２】
バッテリー連結器１１は、制御装置５０の指令に従って、強電バッテリー１０を電力調整回路３０に接続（連結）又は遮断する。バッテリー連結器１１は、例えば、電力調整システム１００の停止時に、強電バッテリー１０を電力調整回路３０から遮断し、起動時に強電バッテリー１０を電力調整回路３０と電気的に接続する。
【００２３】
具体的にはバッテリー連結器１１は、強電バッテリー１０の正極端子（＋）を電力調整回路３０の正極端子１０１に接続するとともに、強電バッテリー１０の負極端子（−）を電力調整回路３０の負極端子１０２に接続する。
【００２４】
燃料電池２０は、電動モーター４の電源であり、電動モーター４の負荷に応じて発電する積層電池である。燃料電池２０は、カソードポンプ２０１から供給される酸素ガス（Ｏ２）と、アノードポンプ２０２から供給される水素ガス（Ｈ２）との化学反応によって、数百Ｖ（ボルト）の直流電圧を発生する。燃料電池２０では、多数の電池セルが直列に接続されている。電池セルは、例えば、１Ｖ程度の起電力を生じる。燃料電池２０は、燃料電池連結器２１によって電力調整回路３０と接続される。
【００２５】
燃料電池連結器２１は、制御装置５０の指令に従って、燃料電池２０を電力調整回路３０に連結又は遮断する。燃料電池連結器２１は、例えば、燃料電池２０の発電停止時に燃料電池２０を電力調整回路３０から遮断し、起動時には燃料電池２０を電力調整回路３０と電気的に接続する。
【００２６】
具体的には燃料電池連結器２１は、燃料電池２０の正極端子（＋）を電力調整回路３０の正極端子１０３と接続するとともに、燃料電池２０の負極端子（−）を、電力調整回路３０の負極端子１０４とインバーター４０の負極端子（−）とのそれぞれに接続する。
【００２７】
インバーター４０は、強電バッテリー１０又は燃料電池２０の直流電圧を交流電圧に変換して電源電力を電動モーター４に供給する。インバーター４０は、多数のスイッチング素子を有する。インバーター４０には、例えば、スイッチング素子と整流素子とが互いに並列に接続された切替器を６個有する調圧モジュール、いわゆる６ｉｎ１（シックスインワン）のパワーモジュールが用いられることが多い。これらのスイッチング素子は、スイッチング制御に基づくＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号によって高速に切り替えられる。
【００２８】
インバーター４０は、電力調整回路３０を介して強電バッテリー１０又は燃料電池２０から供給される電力を直流から交流へ変換して電動モーター４へ出力する。また、インバーター４０は、車両の制動時などに電動モーター４で回生される電源電力を交流から直流に変換して電力調整回路３０を介してバッテリー１０へ出力する。インバーター４０の正極端子（＋）は、電力調整回路３０の正極端子１０５に接続される。
【００２９】
電力調整回路３０は、強電バッテリー１０と燃料電池２０との間に接続される。具体的には、一方の正極端子１０１及び負極端子１０２は、それぞれ強電バッテリー１０の正極端子及び負極端子と接続され、他方の正極端子１０３及び負極端子１０４は、それぞれ燃料電池２０の正極端子及び負極端子と接続される。
【００３０】
電力調整回路３０は、電力の供給先へ電流を流すために、強電バッテリー１０、燃料電池２０又はインバーター４０からの電流を制御して強電バッテリー１０側の電圧又は燃料電池２０側の電圧を変換する電流制御回路である。電力調整回路３０は、強電バッテリー１０の充電及び放電や、電動モーター４を駆動するためのインバーター４０への給電などのパワーマネジメントを行う回路である。
【００３１】
例えば、電力調整回路３０は、燃料電池２０又はインバーター４０から入力される直流電圧に基づいて、強電バッテリー側の電圧を昇圧又は降圧する。あるいは電力調整回路３０は、強電バッテリー１０から入力される直流電圧に基づいて、燃料電池側の電圧を昇圧又は降圧する。
【００３２】
例えば、電力調整回路３０は、強電バッテリー１０の電力をインバーター４０へ放電するときには、強電バッテリー側の入力電圧よりも燃料電池側の電圧を昇圧する。また、電動モーター４の回生電力を強電バッテリー１０に充電するときには、燃料電池側の入力電圧よりも強電バッテリー側の電圧を昇圧する。
【００３３】
このような電力調整回路には、１つのリアクトルと４つの切替器とで構成される双方向昇降圧回路と、燃料電池への逆流防止のためのダイオード（逆流防止ダイオード）と、が設けられる。電圧調整回路を設計するにあたり、双方向昇降圧回路と逆流防止ダイオードとを一つのモジュールにした専用品を作ることが考えられるが、小型化は実現できるものの、製造コストが高くなることが懸念される。
【００３４】
また、双方向昇圧回路のモジュールとして、２つの切替器を直列に接続したモジュール、いわゆる２ｉｎ１（ツーインワン）のパワーモジュールを利用することも考えられる。具体的には、２つのモジュール同士をリアクトルで接続することにより双方向昇降圧回路を実現できる。しかし、この場合には、汎用品を利用することが可能となりコストは抑えられるものの、２つのモジュールと逆流防止ダイオードとが別体となってしまうため、より小型化に対する改善の余地が残る。
【００３５】
そこで、本発明では、複数の切替器が設けられる電力調整回路を、汎用品のモジュールで構成することにより、製造コストの低減と小型化の両立を図る。
【００３６】
図２は、電力調整回路３０のモジュール部３０１に配置される調圧モジュール３００を示す回路図である。なお、本実施形態では、モジュール部３０１の大きさは、便宜上、調圧モジュール３００の大きさと一致させている。
【００３７】
調圧モジュール３００は、本実施形態では６ｉｎ１のパワーモジュールである。調圧モジュール３００は、第１切替器３１と、第２切替器３２と、第３切替器３３と、第４切替器３４と、第５切替器３５と、第６切替器３６と、を有する。以下では、第１〜第６切替器を単に「切替器」と称する。
【００３８】
また、調圧モジュール３００には、多数のピン端子が設けられている。具体的には、入力端子Ｐ１〜Ｐ３と、出力端子Ｎ１〜Ｎ３と、接点端子１〜３と、制御端子（ゲート端子）Ｇ１〜Ｇ６とが調圧モジュール３００に設けられている。
【００３９】
切替器３１は、スイッチング素子３１１と整流素子３１２とを有する。スイッチング素子は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：電界効果トランジスタ）などのトランジスタである。本実施形態では、スイッチング素子３１１は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）である。整流素子３１２は、一方向に電流を流すダイオードである。なお、整流素子が電流を通す向きを順方向という。
【００４０】
スイッチング素子３１１は、ゲート端子Ｇ１に対してＨ（Ｈｉｇｈ）レベルの電圧が供給されると、入力端子Ｐ１から接点端子１へ電流を流す。すなわち、スイッチング素子３１１は、入力端子Ｐ１から出力端子Ｎ１へ電流を流す。
【００４１】
整流素子３１２は、順方向に電圧が印加されると電流を流し、逆方向に電圧が印加されると降伏電圧に達するまでは電流を阻止する。整流素子３１２は、入力端子Ｐ１から接点端子１への電流方向に対して整流素子の順方向が逆向きとなるように、スイッチング素子３１１と並列に接続される。
【００４２】
切替器３２〜３６のそれぞれは、切替器３１と同様の構成である。すなわち、切替器３２では、電流の流れる向き（順方向）が互いに逆向きとなるように、スイッチング素子３２１と整流素子３２２とが互いに並列に接続されている。同様に、切替器３３では、スイッチング素子３３１と整流素子３３２とが互いに並列に接続され、切替器３４では、スイッチング素子３４１と整流素子３４２とが互いに並列に接続されている。また、切替器３５では、スイッチング素子３５１と整流素子３５２とが互いに並列に接続され、切替器３６では、スイッチング素子３６１と整流素子３６２とが互いに並列に接続されている。
【００４３】
切替器３１及び切替器３２は、整流素子３１２の順方向と整流素子３２２の順方向とが同一方向となるように直列に接続されている。
【００４４】
すなわち、入力端子Ｐ１には、スイッチング素子３１１のコレクタ端子と整流素子３１２のカソード端子とが互いに接続され、スイッチング素子３１１のエミッタ端子と整流素子３１２のアノード端子とが共に接点端子１に接続されている。そして接点端子１には、スイッチング素子３２１のコレクタ端子と整流素子３２２のカソード端子とが共に接続され、スイッチング素子３２１のエミッタ端子と整流素子３２２のアノード端子とが共に出力端子Ｎ１に接続されている。
【００４５】
切替器３３及び切替器３４は、切替器３１及び切替器３２と同様に、整流素子３３２及び３４２の順方向が一致するように互いに接続されている。
【００４６】
すなわち、入力端子Ｐ２には、スイッチング素子３３１のコレクタ端子と整流素子３３２のカソード端子とが互いに接続され、スイッチング素子３３１のエミッタ端子と整流素子３３２のアノード端子とが共に接点端子１に接続されている。そして接点端子２には、スイッチング素子３４１のコレクタ端子と整流素子３４２のカソード端子とが共に接続され、スイッチング素子３４１のエミッタ端子と整流素子３４２のアノード端子とが共に出力端子Ｎ２に接続されている。
【００４７】
切替器３５及び切替器３６は、切替器３３及び切替器３４と同様に、整流素子３５２及び３６２の順方向が一致するように直列に接続されている。
【００４８】
すなわち、入力端子Ｐ３には、スイッチング素子３５１のコレクタ端子と整流素子３５２のカソード端子とが互いに接続され、スイッチング素子３５１のエミッタ端子と整流素子３５２のアノード端子とが共に接点端子１に接続されている。そして接点端子３には、スイッチング素子３６１のコレクタ端子と整流素子３６２のカソード端子とが共に接続され、スイッチング素子３６１のエミッタ端子と整流素子３６２のアノード端子とが共に出力端子Ｎ３に接続されている。
【００４９】
このようにモジュール部３０１は、切替器３１及び切替器３２の第１スイッチ群と、切替器３３及び切替器３４の第２スイッチ群と、切替器３３及び切替器３４の第３スイッチ群と、で構成されている。そしてモジュール部３０１には、図１に示すように調圧モジュール３００が配置される。
【００５０】
図１では、電力調整回路３０は、調圧モジュール３００と共に、リアクトル４１と、バッテリー側キャパシタ４２と、燃料電池側キャパシタ４３と、を備える。
【００５１】
リアクトル４１は、電力調整回路３０に入力される電圧を昇圧又は降圧するためのインダクタンスである。
【００５２】
バッテリー側キャパシタ４２は、強電バッテリー側の正極端子１０１と負極端子１０２の端子間に生じる電圧を平滑にする。
【００５３】
燃料電池側キャパシタ４３は、インバーター側の正極端子１０５と負極端子１０４の端子間に生じる電圧を平滑にする。このため、燃料電池側キャパシタ４３によって、燃料電池側の正極端子１０３と負極端子１０４の端子間に生じる電圧も平滑にされる。
【００５４】
電力調整回路３０では、切替器３１〜３４と、リアクトル４１と、バッテリー側キャパシタ４２と、燃料電池側キャパシタ４３とが、双方向昇降圧回路を構成する電子部品として用いられる。
【００５５】
双方向昇降圧回路は、強電バッテリー１０又は燃料電池２０の電圧を変換する。具体的には、切替器３１〜３４のいずれかがスイッチング制御により導通状態（オン）と非導通状態（オフ）を繰り返すスイッチング動作をすることで、バッテリー側キャパシタ４２に生じる電圧、又は、燃料電池側キャパシタ４３に生じる電圧を昇圧又は降圧する。例えば、スイッチング素子３１１が導通状態に設定され、スイッチング素子３２１及びスイッチング素子３４１が共に非導通状態に設定された状態で、スイッチング素子３３１がスイッチング制御によってオンオフを繰り返す。これにより、燃料電池２０の入力電圧に基づいて、バッテリー側キャパシタ４２の電圧が昇圧される。
【００５６】
次に電力調整回路３０の接続について説明する。
【００５７】
調圧モジュール３００の入力端子Ｐ１は、バッテリー側キャパシタ４２の一端と接続され、バッテリー側キャパシタ４２の他端が出力端子Ｎ１と接続される。すなわち、直列に接続された切替器３１及び切替器３２は、バッテリー側キャパシタ４２に対して並列に接続される。
【００５８】
調圧モジュール３００の接点端子１は、リアクトル４１の一端に接続され、リアクトル４１の他端が接点端子２と接続される。
【００５９】
調圧モジュール３００の入力端子Ｐ２は、燃料電池側キャパシタ４３の一端と接続され、燃料電池側キャパシタ４３の他端は、出力端子Ｎ２と接続される。すなわち、直列に接続された切替器３３及び切替器３４は、燃料電池側キャパシタ４３に対して並列に接続される。
【００６０】
調圧モジュール３００の入力端子Ｐ３は、インバーター４０の正極端子（＋）と接続されるとともに、インバーター４０の負極端子（−）は、出力端子Ｎ３に接続される。すなわち、直列に接続された切替器３５及び切替器３６は、インバーター４０に対して並列に接続される。
【００６１】
また調圧モジュール３００の入力端子Ｐ３は、入力端子Ｐ２に接続されるとともに、調圧モジュール３００の出力端子Ｎ３は、出力端子Ｎ２と接続される。すなわち、インバーター４０は、燃料電池側キャパシタ４３に対して並列に接続されている。
【００６２】
調圧モジュール３００の出力端子Ｎ３は、出力端子Ｎ２だけでなく出力端子Ｎ１とも接続される。すなわち、燃料電池２０の負極端子（−）は、インバーター４０の負極端子（−）と強電バッテリー１０の負極端子（−）とにそれぞれ接続される。
【００６３】
また、燃料電池２０の正極端子（＋）は、調圧モジュール３００の接点端子３に接続される。このため、切替器３５の整流素子３５２によって、インバーター４０及び燃料電池側キャパシタ４３からの電流（正電荷）が遮断される。すなわち、整流素子３５２は、燃料電池への逆流防止のためのダイオードとして機能する。
【００６４】
調圧モジュール３００の制御端子Ｇ１〜Ｇ４は、それぞれ信号線を介して制御装置５０と接続される。制御装置５０は、強電バッテリー１０と燃料電池２０とインバーター４０の電圧状態に応じたＰＷＭ信号をスイッチング素子３１１ないし３４１の制御端子に供給する。これにより、調圧モジュール３００に入力される入力電圧によって出力側の電圧が昇圧又は降圧される。
【００６５】
例えば、制御装置５０は、インバーター４０から強電バッテリー１０へ電力を供給する場合において、インバーター４０の電圧が強電バッテリー１０の電圧よりも低いときには、バッテリー側キャパシタ４２の電圧を強電バッテリー１０の電圧よりも高くするＰＷＭ信号をスイッチング素子３３１に供給する。これにより、電力調整回路３０における強電バッテリー側の電圧が昇圧され、インバーター４０から強電バッテリー１０に充電電流が供給される。
【００６６】
あるいは、制御装置５０は、強電バッテリー１０からインバーター４０へ放電する場合において、強電バッテリー１０の電圧がインバーター４０の電圧よりも低いときは、燃料電池側キャパシタ４３の電圧をインバーター４０の電圧よりも高くするＰＷＭ信号をスイッチング素子３１１に供給する。これにより、電力調整回路３０におけるインバーター側の電圧が昇圧され、強電バッテリー１０からインバーター４０へ電流が放電される。
【００６７】
また、調圧モジュール３００のゲート端子Ｇ５は、例えば非導通信号線と接続される。非導通信号線には、スイッチング素子３５１が非導通状態となるＬ（Ｌｏｗ）レベルの電位が供給されている。これにより、インバーター４０又は強電バッテリー１０から燃料電池２０への電流の逆流が阻止される。
【００６８】
さらに調圧モジュール３００のゲート端子Ｇ６は、ゲート端子Ｇ５と同様、非導通信号線に接続される。これにより、燃料電池２０の正極端子（＋）から負極端子（−）への放電を禁止している。
【００６９】
このように電力調整回路３０では、切替器３１ないし切替器３４のスイッチング制御によって強電バッテリー側の電圧、又は、燃料電池側の電圧を昇圧又は降圧することができる。これとともに、切替器３５の整流素子３５２によって燃料電池２０への電流の逆流を阻止することができる。さらに、切替器３６の整流素子３６２によって、燃料電池２０の正極端子（＋）から燃料電池２０の負極端子（−）への電流の逆流を阻止することができる。
【００７０】
本発明の第１実施形態によれば、モジュール部３０１は、スイッチング素子と整流素子とが並列に接続された切替器を含む調圧モジュール３００で構成される。調圧モジュール３００は、２つの切替器ごとに、整流素子の順方向が互いに一致するように切替器同士が接続されている。すなわち、切替器３１と切替器３２が直列に接続され、切替器３３と切替器３４が直列に接続され、切替器３５と切替器３６が直列に接続されている。
【００７１】
そして、切替器３１〜３４と、リアクトル４１と、バッテリー側キャパシタ４２と、燃料電池側キャパシタ４３とにより、双方向昇降圧回路が構成される。
【００７２】
他の切替器３５については、燃料電池２０への逆流防止のためのダイオードとして整流素子３５２のアノード端子が、燃料電池２０の正極端子（＋）に接続され、整流素子３５２のカソード端子が燃料電池２０の負極端子（−）に接続される。さらに切替器３６については、燃料電池２０から負極端子（−）への逆流防止のためのダイオードとして、整流素子３６２のカソード端子が、燃料電池２０の正極端子（＋）に接続され、整流素子３６２のアノード端子が、燃料電池２０の負極端子（−）に接続される。
【００７３】
具体的には、インバーター４０は、燃料電池側キャパシタ４３と並列に接続される。またモジュール部３０１では、切替器３１及び切替器３２と、切替器３３及び切替器３４と、切替器３５及び切替器３６との２つの切替器同士が、それぞれ整流素子の順方向が一致するように直列に接続される。
【００７４】
切替器３１及び切替器３２は、４２と並列に接続されるとともに、切替器３１と切替器３２の接点端子１は、リアクトル４１の一端に接続される。
【００７５】
切替器３３及び切替器３４は、燃料電池側キャパシタ４３と並列に接続されるとともに、切替器３３と切替器３４の接点端子２は、リアクトル４１の他端に接続される。
【００７６】
切替器３５及び切替器３６は、燃料電池側キャパシタ４３と並列に接続され、切替器３５の整流素子３５２のアノード端子は、インバーター４０及び燃料電池側キャパシタ４３からの電流が遮断されるように、燃料電池２０の正極端子（＋）に接続される。
【００７７】
このように、切替器３１〜３４と、リアクトル４１と、バッテリー側キャパシタ４２と、燃料電池側キャパシタ４３とを接続することで、双方昇圧降圧回路を構成できるとともに、切替器３５の整流素子３５２が、燃料電池２０への逆流防止用のダイオードとしての役割を果たす。
【００７８】
したがって、インバーター４０に用いられる汎用品の調圧モジュール３００を電力調整回路３０に利用できるので、専用品に対してコストを抑えることができる。また、双方向昇降圧回路として２ｉｎ１モジュールを２個配置する構成に比べて、１個の６ｉｎ１のパワーモジュールを使用するだけでよいので、モジュール数を削減することができる。
【００７９】
さらに、調圧モジュール３００のうちの切替器３１〜３４を双方向昇降圧回路として利用し、残りの切替器３５の整流素子３５２を燃料電池２０の逆流防止ダイオードとして利用することで、双方向昇降圧回路と逆流防止ダイオードを一体にできる。
【００８０】
このため、双方向昇降圧回路のモジュールを利用した電力調整システムにおいて、逆流防止ダイオード３５２も一体とできるので小型化を実現できる。したがって、電力調整システム１００の製造コストの低減と電力調整システム１００の小型化を両立できる。
【００８１】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態における電力調整システム１１０を示す回路図である。電力調整システム１１０の基本構成は、図１に示した電力調整システム１００と同じである。以下、電力調整システム１００と同じ構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８２】
電力調整システム１１０では、切替器３５のスイッチング素子３５１の接続状態を切り替える。このため、スイッチング素子３５１のゲート端子Ｇ５は、信号線を介して制御装置５０に接続される。
【００８３】
また、強電バッテリー１０、燃料電池２０又はインバーター４０からの給電状態を判定するために、電力調整回路３０には、電流センサー１１１〜１１４と、電圧センサー１２１及び電圧センサー１２２と、が配置される。その他の構成は、図１に示した電力調整システムと同様であるため、ここでの説明を省略する。
【００８４】
電流センサー１１１〜１１４は、電力調整回路３０の接続ラインに流れる電流の大きさ（電流値）を検出して電流値を示す検出信号を制御装置５０に出力する。例えば、インバーター４０から強電バッテリー１０へ充電する場合には、電流センサー１１１及び電流センサー１１３は、正（プラス）の電流値を示す検出信号を出力する。一方、強電バッテリー１０からインバーター４０へ電流を放電する場合には、電流センサー１１１及び電流センサー１１３は、負（マイナス）の電流値を示す検出信号を出力する。また、燃料電池２０から強電バッテリー１０又はインバーター４０へ電流を放電する場合には、電流センサー１１４は、正の電流値を示す検出信号を出力する。
【００８５】
電流センサー１１１は、電力調整回路３０の正極端子１０１と、調圧モジュール３００の入力端子Ｐ１との間に接続される。電流センサー１１２は、切替器３１及び切替器３２の接点端子１とリアクトル４１との間に接続される。電流センサー１１３は、電力調整回路３０の正極端子１０５と調圧モジュール３００の入力端子Ｐ３との間に配置される。電流センサー１１４は、電力調整回路３０の正極端子１０３と調圧モジュール３００の接点端子３との間に接続される。
【００８６】
電圧センサー１２１は、バッテリー側キャパシタ４２の電圧の大きさ（電圧値）を検出して検出信号を制御装置５０に出力する。電圧センサー１２２は、燃料電池側キャパシタ４３の電圧値を検出して検出信号を制御装置５０に出力する。
【００８７】
制御装置５０は、例えば、電流センサー１１１〜１１４の検出信号と、電圧センサー１２１又は電圧センサー１２２の検出信号とに基づいて、強電バッテリー１０又は燃料電池２０の充電状態又は放電状態を判定する。制御装置５０は、電流センサー１１１及び電流センサー１１３の電流値が、正の値である充電閾値よりも大きい場合には、インバーター４０による強電バッテリー１０への給電状態であると判定する。
【００８８】
インバーター４０が給電状態のときには、インバーター４０では複数の切替器がスイッチング動作を実行している。このスイッチング制御によって、インバーター４０から電力調整回路３０に高調波成分のリップル成分（リップルノイズ）が混入する場合がある。この場合には、リップルノイズによって電力調整回路３０の出力電圧が不安定となることがある。
【００８９】
そこで第２実施形態では、切替器３５のスイッチング素子３５１を利用してインバーター４０からのリップノイズを抑制する手法について説明する。
【００９０】
制御装置５０は、インバーター４０による給電状態に応じて、スイッチング素子３５１を非導通状態から導通状態に切り替える。
【００９１】
具体的には、制御装置５０は、例えば、インバーター４０から強電バッテリー１０へ電力を供給する給電状態のときに、スイッチング素子３５１を導通状態に設定する。これにより、インバーター４０の正極端子（＋）が、燃料電池２０の正極端子（＋）と接続される。
【００９２】
このため、燃料電池２０の内部キャパシタＣによってインバーター４０のリップルノイズが低減されるので、燃料電池側キャパシタ４３とバッテリー側キャパシタ４２に生じる電圧変動を抑制することができる。すなわち、電力調整回路３０の出力電圧に生じるリップルノイズを抑制することができる。
【００９３】
図４は、スイッチング素子３５１の制御方法を示すフローチャートである。
【００９４】
ステップＳ９１１において制御装置５０は、インバーター４０のスイッチング制御によってリップル成分が大きくなるリップル発生状態を判断する。
【００９５】
例えば、制御装置５０は、電動モーター４の負荷が、所定の閾値よりも高い場合には、インバーター４０がリップル発生状態であると判断し、電動モーター４の負荷が所定の閾値以下である場合には、インバーター４０がリップル発生状態でないと判断する。
【００９６】
あるいは、制御装置５０は、電流センサー１１３又は電圧センサー１２２の検出信号に基づいて、インバーター４０のリップル発生状態を判断する。例えば制御装置５０は、検出信号をスペクトラム解析し、解析されたリップル周波数の強度がノイズ閾値以上である場合には、インバーター４０がリップル発生状態であると判断し、リップル周波数の強度がノイズ閾値よりも低い場合には、インバーター４０がリップル発生状態でないと判断する。
【００９７】
ステップＳ９１２において制御装置５０は、インバーター４０がリップル発生状態であると判断した場合には、スイッチング素子３５１を導通状態に設定する。これにより、インバーター４０の正極端子（＋）が、燃料電池２０の内部キャパシタンス成分からなる仮想の内部キャパシタＣと接続される。
【００９８】
一方、ステップＳ９１３において制御装置５０は、インバーター４０がリップル発生状態でないと判断した場合には、スイッチング素子３５１を非導通状態に設定する。これにより、スイッチング素子３５１が非導通状態となるので、整流素子３５２によって燃料電池２０への電流の逆流を阻止することができる。
【００９９】
第２実施形態によれば、制御装置５０は、インバーター４０による給電状態に基づいて切替器３５のスイッチング素子３５１を非導通状態から導通状態に切り替える。これにより、インバーター４０が燃料電池２０の内部キャパシタＣと接続されるため、内部キャパシタＣによって、インバーター４０のスイッチング制御に伴い電力調整回路３０に混入するリップルノイズを抑制することができる。
【０１００】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態の電力調整システムは、第２実施形態の構成と同様である。
【０１０１】
調圧モジュール３００に設けられるスイッチング素子３１１〜３６１については、導通状態のときの抵抗値、いわゆるＯＮ抵抗値は、整流素子３１２〜３６２の順方向の抵抗値よりも小さい。このため、切替器３５の抵抗値は、スイッチング素子３５１を導通状態に設定すると小さくなるので、切替器３５で生じる電力の損失は小さくなる。
【０１０２】
そこで第３実施形態では、制御装置５０は、燃料電池２０から切替器３５を介して強電バッテリー１０又はインバーター４０へ電流を供給する給電状態のときには、スイッチング素子３５１を導通状態に設定する。
【０１０３】
例えば、制御装置５０は、電流センサー１１１〜１１４、又は、電圧センサー１２１及び電圧センサー１２２の検出信号に基づいて、燃料電池２０が給電状態か否かを判定する。制御装置５０は、燃料電池２０が強電バッテリー１０への給電状態であると判定したとき、又は、燃料電池２０がインバーター４０への給電状態であると判定したときには、スイッチング素子３５１を非導通状態から導通状態に設定する。
【０１０４】
これにより、スイッチング素子３５１の抵抗値は、整流素子３５２の順方向抵抗値よりも小さくなるため、スイッチング素子３５１が非導通状態のときよりも切替器３５で消費される電力を低減することができる。
【０１０５】
図５は、スイッチング素子３５１の制御方法を示すフローチャートである。
【０１０６】
ステップＳ９２１において制御装置５０は、電流センサー１１１〜１１４、又は、電圧センサー１２１及び電圧センサー１２２から検出信号を取得する。
【０１０７】
ステップＳ９２２において、制御装置５０は、検出信号に基づいて、燃料電池２０が放電状態であるか否かを判断する。例えば、制御装置５０は、電流センサー１１４の電流値が、正の値である放電閾値よりも大きい場合には、燃料電池２０が強電バッテリー１０又はインバーター４０へ放電している放電状態であると判定する。一方、制御装置５０は、電流センサー１１４の電流値が、放電閾値以下である場合には、燃料電池２０が放電状態でないと判定する。
【０１０８】
ステップＳ９２３において制御装置５０は、燃料電池２０が放電状態であると判定したときは、スイッチング素子３５１を導通状態に設定する。これにより、スイッチング素子３５１が導通状態となるので、燃料電池２０の放電電流が、整流素子３５２よりもスイッチング素子３５１に流れることになる。
【０１０９】
一方、ステップＳ９２４において制御装置５０は、燃料電池２０が放電状態でないと判定したときは、スイッチング素子３５１を非導通状態に設定する。これにより、スイッチング素子３５１が非導通状態となるので、燃料電池２０への電流の逆流を阻止することができる。
【０１１０】
第３実施形態によれば、燃料電池２０から、整流素子３５２を通じて強電バッテリー１０又はインバーター４０へ電流が流れるときには、制御装置５０は、スイッチング素子３５１を非導通状態から導通状態に設定する。
【０１１１】
これにより、整流素子３５２の順方向の抵抗値よりもＯＮ抵抗値が小さいスイッチング素子３５１に電流が流れるので、切替器３５で消費される電力が小さくなるため、燃料電池２０の発電電力の損失を低減することができる。
【０１１２】
なお、燃料電池２０は、燃料電池内部の湿潤度に応じて発電効率が変わる。このため、燃料電池２０の湿潤度を発電効率の良い状態で維持することが望ましい。燃料電池２０の湿潤度は、燃料電池２０の内部抵抗（内部インピーダンス）と相関性が高いことから、燃料電池２０には燃料電池２０の内部抵抗を測定するための装置が接続される。内部抵抗測定装置は、燃料電池２０の正極端子（＋）に交流信号を重畳し、その交流信号の検出値によって内部抵抗を求める。
【０１１３】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態では、電力調整回路３０の双方向昇降圧回路を利用して燃料電池２０の内部抵抗を測定する。
【０１１４】
制御装置５０は、内部抵抗を測定するために、双方向昇降圧回路を構成するスイッチング素子３１１〜３４１のいずれかをスイッチング制御して、予め定められた周波数で交流信号を燃料電池２０の直流電圧に重畳する。この交流信号の周波数は、インバーター４０などの機器の動作条件によって定まる。
【０１１５】
具体的には、制御装置５０は、所定周波数の交流信号を発生させるＰＷＭ信号を生成し、このＰＷＭ信号をスイッチング素子３１１〜３４１に供給する。これにより、内部抵抗測定のための交流信号が燃料電池２０の正極端子（＋）に重畳される。
【０１１６】
制御装置５０は、例えばスイッチング素子３２１を導通状態と非導通状態とに交互に切り替えて燃料電池側キャパシタ４３に蓄積される電荷を増減させる。これにより、燃料電池側キャパシタ４３の電圧は、所定周波数で振動するので、燃料電池２０に交流信号が流れる。
【０１１７】
そして制御装置５０は、電流センサー１１４で検出される燃料電池２０の電流値と、電圧センサー１２２で検出される燃料電池２０の電圧値とに基づいて、内部抵抗を演算する。
【０１１８】
本実施形態では、制御装置５０は、双方向昇降圧回路を制御して交流信号を生成するときに、スイッチング素子３５１を非導通状態から導通状態に切替える。
【０１１９】
例えば、整流素子３５２が原因で交流信号の波形歪みが大きくなるときに限り、制御装置５０は、スイッチング素子３５１を非導通状態から導通状態に切替える。車両がアイドルストップ状態のときに、燃料電池２０の正極端子（＋）に重畳される交流信号の振幅が小さくなるので、交流信号の波形歪みが大きくなりやすい。このため、制御装置５０は、双方向昇降圧回路で内部抵抗測定のための交流信号を生成している状況で、車両がアイドルストップ状態になったときには、スイッチング素子３５１を非導通状態から導通状態に切り替える。
【０１２０】
具体的には、制御装置５０は、内部抵抗測定の実行中に、エンジン回転速度及び負荷トルクに基づいて、車両がアイドル状態か否かを判定する。制御装置５０は、車両がアイドル状態であると判定したときには、スイッチング素子３５１を導通状態に設定する。これにより、スイッチング素子３５１が導通状態となり、燃料電池２０と電力調整回路３０とが双方向に電流が流れるようになる。このため、整流素子３５２が電流を遮断することに起因する交流信号の波形歪みを解消することができる。
【０１２１】
図６は、スイッチング素子３５１の制御方法を示すフローチャートである。
【０１２２】
ステップＳ９３１において制御装置５０は、スイッチング素子３１１ないし３４１のいずれかをオンオフに切り替えるスイッチング制御を行い、燃料電池２０の正極端子（＋）に対し内部抵抗を測定するための交流信号を生じさせる。
【０１２３】
ステップＳ９３２において制御装置５０は、例えば、電動モーター４の負荷状態に応じて車両がアイドル状態であるか否かを判定する。
【０１２４】
ステップＳ９３３において制御装置５０は、車両がアイドル状態であると判定したときには、スイッチング素子３６１を導通状態に設定する。これにより、スイッチング素子３６１が導通状態となり、整流素子３６２が電流を遮断する方向にもスイッチング素子３６１を介して電流が流れるため、整流素子３６２に起因する交流信号の波形の歪みを抑制することができる。
【０１２５】
ステップＳ９３４において制御装置５０は、車両がアイドル状態でない通常運転状態と判定したときには、スイッチング素子３６１を非導通状態に設定する。これにより、スイッチング素子３５１が非導通状態となるので、整流素子３５２によって燃料電池２０への電流の逆流を阻止することができる。
【０１２６】
第４実施形態によれば、制御装置５０は、内部抵抗を測定するための交流信号を燃料電池２０の正極端子（＋）に重畳しているときに、車両がアイドルストップ状態であるか否かを判定する。そして車両がアイドルストップ状態であるときには、制御装置５０は、スイッチング素子３５１を導通状態に設定する。
【０１２７】
これにより、整流素子３５２に起因する交流信号の波形歪みが大きくなると、スイッチング素子３５１が導通状態となるので、交流信号の波形歪みを低減することができる。したがって、燃料電池２０の内部抵抗の測定精度を高めることができる。
【０１２８】
（第５実施形態）
図７は、本発明の第５実施形態における電力調整システム１２０を示す図である。
【０１２９】
本実施形態では、車両がフェール状態のときにスイッチング素子３６１を非導通状態から導通状態に切り替える。
【０１３０】
電力調整システム１２０では、スイッチング素子３６１のゲート端子Ｇ６が信号線を介して制御装置５０に接続される。その他の構成は、図１に示した電力調整システム１００と同じである。
【０１３１】
制御装置５０は、例えば車両に設けられた加速度センサーの検出信号に基づいて車両がフェール状態か否かを判定する。例えば、制御装置５０は、加速度センサーの検出信号が、予め定められた衝突閾値を超えるときには、車両が衝突したと判断して、車両の状態をフェール状態に設定する。
【０１３２】
制御装置５０は、車両がフェール状態であると判定したときには、スイッチング素子３６１を導通状態に設定する。これにより、燃料電池２０の正極端子（＋）が負極端子（−）に接続されるため、燃料電池２０に蓄えられた電力を早期に放電することができる。
【０１３３】
図８は、スイッチング素子３６１の制御方法を示すフローチャートである。
【０１３４】
ステップＳ９４１において制御装置５０は、例えばイグニッションキーがＯＮに設定されると、燃料電池２０の負極端子（−）への放電を禁止するため、スイッチング素子３６１を非導通状態に設定する。
【０１３５】
ステップＳ９４２において制御装置５０は、例えば車両に搭載された加速度センサーの検出信号に基づいて、車両がフェール状態か否かを判定する。そして車両がフェール状態であると判定されるまで所定周期（例えば数ミリｓ）でステップＳ９４１の処理を繰り返し実行する。
【０１３６】
ステップＳ９４３において制御装置５０は、車両がフェール状態であると判定した場合には、スイッチング素子３６１を非導通状態から導通状態に切り替える。これにより、スイッチング素子３６１が導通状態となり、燃料電池２０を放電することができる。
【０１３７】
第５実施形態によれば、制御装置５０は、車両がフェール状態になるとスイッチング素子３６１を導通状態にするので、燃料電池２０を短絡して燃料電池２０の電圧を迅速に下げることができる。
【０１３８】
これにより、フェール状態で運転者が燃料電池２０に触れたときに感電することを防止できる。あるいは、車両の衝突によって運転者が車体に触れたときに燃料電池２０から電流が漏電して感電することを回避できる。
【０１３９】
（第６実施形態）
図９は、本発明の第７実施形態における電力調整システム１３０を示す回路図である。
【０１４０】
本実施形態では、燃料電池２０の逆流防止ダイオードとして、整流素子３５２に代えて整流素子３６２が利用される。
【０１４１】
電力調整システム１３０では、切替器３５と切替器３６の接点端子３は、インバーター４０の正極端子（＋）に接続される。整流素子３６２のアノード端子は、インバーター４０及び燃料電池側キャパシタ４３からの電流が遮断されるように、燃料電池２０の正極端子（＋）に接続される。他の接続構成は、図１と同様である。
【０１４２】
第６実施形態によれば、第１実施形態と同様に、汎用品の調圧モジュール３００を電力調整システム１３０のモジュール部に配置できるので、専用品に比べてコストを抑えることができる。また、双方向昇降圧回路のモジュールを利用した電力調整システムにおいて、整流素子３６２も逆流防止ダイオードとして一体とできるので小型化を実現できる。
【０１４３】
したがって、電力調整システム１３０の製造コストの低減と電力調整システム１３０の小型化を両立できる。
【０１４４】
また、第２実施形態から第４実施形態と同様に、スイッチング素子３６１を非導通状態から導通状態に切り替えるようにしてもよい。これにより、インバーター４０のリップルノイズの低減と、整流素子３６２での電力損失の低減と、内部抵抗測定のための交流信号の波形歪みの軽減と、をそれぞれ実現することができる。なお、本実施形態では、燃料電池側キャパシタ４３の一端が、切替器３５及び切替器３６の接点端子３と接続される例について説明したが、燃料電池側キャパシタ４３の一端が、切替器３５の入力端子Ｐ３と接続してもよい。この場合には、整流素子３５２及び整流素子３６２が、燃料電池２０への逆流防止ダイオードとしての役割を果たす。
【０１４５】
（第７実施形態）
図１０は、本発明の第７実施形態における電力調整システム１４０を示す回路図である。
【０１４６】
電力調整システム１４０では、インバーター４０が、強電バッテリー１０に対して並列に接続されている。他の構成は、図１と同様である。
【０１４７】
第７実施形態によれば、第１実施形態と同様に、汎用品の調圧モジュール３００を電力調整システム１４０のモジュール部に配置できるので、専用品に比べてコストを抑えることができる。また、双方向昇降圧回路のモジュールを利用した電力調整システムにおいて、逆流防止ダイオード３５２も一体とできるので小型化を実現できる。
【０１４８】
したがって、電力調整システム１４０の製造コストの低減と電力調整システム１４０の小型化を両立できる。
【０１４９】
また、第３実施形態及び第４実施形態と同様に、スイッチング素子３５１を非導通状態から導通状態に切り替えるようにしてもよい。これにより、整流素子３６２での電力損失の低減と、整流素子３６２に起因する交流信号の波形歪みの軽減と、を実現することができる。
【０１５０】
さらに第６実施形態と同様に、スイッチング素子３６１を非導通状態から導通状態に切り替えるようにしてもよい。これにより、フェール状態のときに燃料電池２０の放電を迅速に行うことが可能となり、燃料電池２０からの漏電に伴う運転者の感電を防止することができる。
【０１５１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【０１５２】
例えば、電力調整回路３０には、モジュール部３０１には、６個の切替器３１〜３６が含まれる例について説明したが、６個よりも多くの切替器が含まれてもよく、例えば、１４個の切替器で構成されてもよい。この場合には、例えば１４個の切替器を有する１４ｉｎ１の調圧モジュールが利用される。
【０１５３】
また、モジュール部３０１を、２ｉｎ１の調圧モジュールと、１４ｉｎ１の調圧モジュールとを組み合わせて構成してもよい。例えば、切替器３５及び切替器３６については２ｉｎ１の調圧モジュールを利用し、他の切替器については１４ｉｎ１の調圧モジュールを利用してもよい。
【０１５４】
なお、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。
【符号の説明】
【０１５５】
４  電動モーター（負荷）
１０  強電バッテリー（バッテリー）
２０  燃料電池
３０  電力調整回路（電流制御回路）
３１〜３６  切替器（第１切替器〜第６切替器）
４１  リアクトル
４２  バッテリー側キャパシタ
４３  燃料電池側キャパシタ
１００〜１４０  電力調整システム
３１１〜３６１  スイッチング素子
３１２〜３６２  整流素子
３００  調圧モジュール
４０  インバーター
５０  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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