(57)【要約】【課題】二次電池への負担を低減する。【解決手段】電力を供給する燃料電池２と、燃料電池２に接続された昇圧コンバータ３と、補助電力を供給し昇圧コンバータ３とリレースイッチ４を介して接続された二次電池６と、を有する燃料電池システム１。昇圧コンバータ３は、プリチャージされるコンデンサ３ｃと、コンデンサ３ｃがプリチャージされる際のリアクトル３ａを流れるリアクトル電流値の時間変化を計測する電流計測部３ｆと、を有する。燃料電池システム１は、推定部９をさらに有し、推定部９は、リレースイッチ４が接続された後のリアクトル電流値の時間変化に基づいて、リアクトル電流値が上昇し始める時刻から最も高くなるまでの経過時間を算出し、経過時間からリアクトル３ａのリアクトル値を推定し、予め定められた基準値とリアクトル値とに基づいて燃料電池２から供給する電力を推定する。【選択図】図１
2018033260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を供給する燃料電池と、前記燃料電池に接続された昇圧コンバータと、補助電力を供給し前記昇圧コンバータとリレースイッチを介して接続された二次電池と、を有し、
前記昇圧コンバータは、
前記燃料電池からの入力電圧を昇圧するリアクトルと、
前記燃料電池および前記二次電池によりプリチャージされるコンデンサと、
前記コンデンサがプリチャージされる際の前記リアクトルを流れるリアクトル電流値の時間変化を計測する電流計測部と、を有する燃料電池システムであって、
前記燃料電池の供給電力を推定する推定部をさらに有し、
前記推定部は、
前記リレースイッチが接続された後の前記リアクトル電流値の時間変化に基づいて、前記リアクトル電流値が上昇し始める時刻から最も高くなるまでの経過時間を算出し、前記経過時間から前記リアクトルのリアクトル値を推定し、予め定められた基準値と前記リアクトル値とに基づいて前記燃料電池から供給する電力を推定する、
燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池（ＦＣ：Fuel Cell）で駆動される車両の補助電力として二次電池が用いられる。ユーザのアクセル要求等に基づく電力要求に対して基本的には燃料電池で電力が供給される。そして、燃料電池の供給電力とシステム全体の消費電力に差が発生する場合の電力の過不足分は、二次電池の充放電によって調整される。特許文献１には、車両の駆動輪を駆動するモータに電力を供給する電源として燃料電池と二次電池とを併用する燃料電池システムが開示されている。この燃料電池システムは、電源として燃料電池と二次電池とを有し、燃料電池の出力側には、電圧を昇圧するための昇圧コンバータが設けられている。昇圧コンバータは、リアクトルを有し、この燃料電池システムでは、リアクトルに蓄積された磁気エネルギーによって生じる誘導電圧による電力により、燃料電池からの供給電力が決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０１９４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された燃料電池システムは、燃料電池が供給する電力がシステム全体の消費電力よりも小さい場合、補助電源である二次電池から供給される電力により不足する電力を補っている。燃料電池が供給する電力は、予め定められたリアクトル値の設計値に基づいて算出される。したがって、この燃料電池システムによると、リアクトル値が製造時のばらつき等の理由により設計値よりも小さい場合、燃料電池が供給する電力は小さいものとなる。その結果、二次電池は想定以上の充放電量となり、二次電池の劣化が速まる虞がある。
本発明は、燃料電池と接続する昇圧コンバータ内のリアクトル値にばらつきがある場合に、二次電池への負担を低減することができる燃料電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１態様は、電力を供給する燃料電池と、前記燃料電池に接続された昇圧コンバータと、補助電力を供給し前記昇圧コンバータとリレースイッチを介して接続された二次電池と、を有し、前記昇圧コンバータは、前記燃料電池からの入力電圧を昇圧するリアクトルと、前記燃料電池および前記二次電池によりプリチャージされるコンデンサと、前記コンデンサがプリチャージされる際の前記リアクトルを流れるリアクトル電流値の時間変化を計測する電流計測部と、を有する燃料電池システムであって、前記燃料電池の供給電力を推定する推定部をさらに有し、前記推定部は、前記リレースイッチが接続された後の前記リアクトル電流値の時間変化に基づいて、前記リアクトル電流値が上昇し始める時刻から最も高くなるまでの経過時間を算出し、前記経過時間から前記リアクトルのリアクトル値を推定し、予め定められた基準値と前記リアクトル値とに基づいて前記燃料電池から供給する電力を推定する、燃料電池システムである。
【０００６】
本発明は、燃料電池と接続する昇圧コンバータのリアクトルのリアクトル値を推定することにより、リアクトル値の設計値と実際の値との誤差によって生じる二次電池の充放電の負担を軽減することができる。
【発明の効果】
【０００７】
燃料電池システムにおいて、燃料電池の出力側に接続された昇圧コンバータ内のリアクトル値にばらつきがある場合に、昇圧コンバータで取り出せる電力が不足することによる二次電池への負担を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態にかかる燃料電池システムの回路図である。
【図２】ＦＣ昇圧コンバータの電力供給とリアクトル値の関係を示した図である。
【図３】各コンデンサがプリチャージされる際の電圧の経時変化を示した図である。
【図４】各コンデンサがプリチャージされる際の電圧の経時変化の拡大図である。
【図５】過減衰時のリアクトル電流の経時変化である。
【図６】リアクトル値の違いによる過減衰時のリアクトル電流値の波形を示した図である。
【図７】リアクトル電流値の上昇し始める時刻から最も高くなるまでの経過時間とリアクトル値の関係を示した図である。
【図８】推定したリアクトル値を用いて燃料電池システムの要求電力を補正する状態を示したグラフである。
【図９】燃料電池システムの要求電力の補正による二次電池の負担が軽減される状態を示したグラフである。
【図１０】燃料電池システムの処理に関するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態にかかる燃料電池システム１について説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる燃料電池システム１の回路図を示している。燃料電池システム１は、主電源として電力を供給する燃料電池２と、燃料電池２の電圧を昇圧するＦＣ昇圧コンバータ３と、ＦＣ昇圧コンバータ３の電圧を制御するＦＣ用リレースイッチ４と、直流電力を交流電力に変換するインバータ５と、補助電源として補助電力を供給する二次電池６と、後述するバッテリ昇圧コンバータ８の電圧を制御するシステムメインリレー（ＳＭＲ）７と、二次電池６の電圧を昇圧するバッテリ昇圧コンバータ８と、後述する電流計測部３ｆが計測したリアクトル３ａの電流値ｉＬ２の時間変化からリアクトル値Ｌ２を推定し燃料電池２の供給電力を推定する推定部９と、図示しない燃料ポンプ等の高圧補器と、を有している。
【００１０】
ＦＣ昇圧コンバータ３は、燃料電池２の入力電圧を昇圧して高圧電圧を出力する。ＦＣ昇圧コンバータ３は、一方が燃料電池２と接続され、他方がＦＣ用リレースイッチ４を介してインバータ５と接続されている。ＦＣ昇圧コンバータ３は、リアクトル３ａと、コンデンサ（平滑コンデンサ）３ｂと、コンデンサ（平滑コンデンサ）３ｃと、スイッチング素子３ｄと、ダイオード（単方向電流通過素子、逆方向電流素子）３ｅと、電流計測部３ｆと、を有している。リアクトル３ａは、燃料電池２の高電位側端子と直列に接続されている。リアクトル３ａは、リアクトル３ａを流れる電流により蓄積された磁気エネルギーによって生じる誘導電圧により燃料電池２の入力電圧を昇圧する。コンデンサ３ｂは、燃料電池２と並列に接続されている。コンデンサ３ｃは、一端が後述するダイオード３ｅのカソード側と接続され、他端が燃料電池２の低電位側端子と接続されている。スイッチング素子３ｄは、一端がリアクトル３ａおよびダイオード３ｅのアノード側と接続され、他端が燃料電池２の低電位側端子と接続されている。ダイオード３ｅは、アノード側がリアクトル３ａおよびスイッチング素子３ｄと接続され、カソード側がコンデンサ３ｃと接続されている。電流計測部３ｆは、リアクトル３ａと並列に接続されている。電流計測部３ｆはリアクトル３ａのリアクトル電流値ｉＬ２の時間変化を計測し、後述する推定部９に計測したリアクトル電流値ｉＬ２の時間変化を送信する。
【００１１】
ＦＣ用リレースイッチ４は、一方がＦＣ昇圧コンバータ３に接続され、他方がインバータ５とバッテリ昇圧コンバータ８とに接続されている。ＦＣ用リレースイッチ４は、リレーＦＣＲＢと、リレーＦＣＲＰと、リレーＦＣＲＧと、を有する。リレーＦＣＲＢは、ＦＣ昇圧コンバータ３の出力側の一方の電極に接続されている。リレーＦＣＲＰは、制限抵抗Ｒ２と直列に接続され、ＦＣ昇圧コンバータ３の他方の電極に接続されている。リレーＦＣＲＰは、コンデンサ３ｃと後述するコンデンサ８ｃとをプリチャージするために用いられる。リレーＦＣＲＧは、制限抵抗Ｒ２およびリレーＦＣＲＰと並列に接続されている。リレーＦＣＲＧは、コンデンサ３ｃと後述するコンデンサ８ｃとをプリチャージした後に動作する。ＦＣ用リレースイッチ４は、リレー制御信号により、リレーＦＣＲＢ、リレーＦＣＲＧ、リレーＦＣＲＰのそれぞれのリレーを制御する。ＦＣ用リレースイッチ４において、リレー制御信号がオンに設定されるとリレーＦＣＲＢが閉じられる。その後、リレーＦＣＲＰの接点が閉じられる。これにより、コンデンサ３ｃと後述するコンデンサ８ｃとがプリチャージされる。コンデンサ３ｃと後述するコンデンサ８ｃとがプリチャージされた後、リレーＦＣＲＧの接点が閉じられ、リレーＦＣＲＰの接点が開放される。これにより、燃料電池２からインバータ５へ電力が供給される。
【００１２】
インバータ５は、ＦＣ用リレースイッチ４とバッテリ昇圧コンバータ８の出力側に接続される。インバータ５は、ＦＣ昇圧コンバータ３により昇圧された電圧による電力が供給され、後述するバッテリ昇圧コンバータ８により昇圧された電圧による電力が供給される。インバータ５は、直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータ(Motor Generator)ＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２に電力を供給する。モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２は、インバータ５から供給された電力により駆動される。
【００１３】
システムメインリレー７は、一方が二次電池６に接続され、他方が後述するバッテリ昇圧コンバータ８に接続されている。システムメインリレー７は、リレーＳＭＲＢと、リレーＳＭＲＰと、リレーＳＭＲＧと、を有する。リレーＳＭＲＢは、二次電池６の一方の電極に接続される。リレーＳＭＲＰは、制限抵抗Ｒ１と直列に接続され、二次電池６の他方の電極に接続される。リレーＳＭＲＰは、後述するコンデンサ８ｂおよびコンデンサ８ｃをプリチャージするために用いられる。リレーＳＭＲＧは、制限抵抗Ｒ１およびリレーＳＭＲＰと並列に接続される。リレーＳＭＲＧは、後述するコンデンサ８ｂおよびコンデンサ８ｃがプリチャージされた後に動作する。システムメインリレー７は、リレー制御信号により、リレーＳＭＲＢと、リレーＳＭＲＧと、リレーＳＭＲＰと、のそれぞれのリレーを制御する。システムメインリレー７において、リレー制御信号がオンに設定されるとリレーＳＭＲＢが閉じられる。その後、リレーＳＭＲＰの接点が閉じられる。これにより、後述するコンデンサ８ｂおよびコンデンサ８ｃがプリチャージされる。コンデンサ８ｂおよびコンデンサ８ｃがプリチャージされた後、リレーＳＭＲＧの接点が閉じられ、リレーＳＭＲＰの接点が開放される。これにより、二次電池６から後述するバッテリ昇圧コンバータ８へ電力が供給される。
【００１４】
バッテリ昇圧コンバータ８は、二次電池６からの入力電圧を昇圧して高圧電圧を出力する。バッテリ昇圧コンバータ８は、一方がシステムメインリレー７を介して二次電池６と接続され、他方がインバータ５と接続されている。バッテリ昇圧コンバータ８は、リアクトル８ａと、コンデンサ（平滑コンデンサ）８ｂと、コンデンサ（平滑コンデンサ）８ｃと、スイッチング素子８ｄと、スイッチング素子８ｅと、を有している。リアクトル８ａは、リレーＳＭＲＢを介して二次電池６の高電位側端子と直列に接続されている。コンデンサ８ｂは、一端がリレーＳＭＲＢを介して二次電池６の高電位側端子と接続され、他端がリレーＳＭＲＧ（または、制限抵抗Ｒ１およびリレーＳＭＲＰ）を介して二次電池６の低電位側端子と接続されている。コンデンサ８ｃは、一端が後述するスイッチング素子８ｄと接続され、他端がリレーＳＭＲＧ（または、制限抵抗Ｒ１およびリレーＳＭＲＰ）を介して二次電池６の低電位側端子と接続されている。スイッチング素子８ｄは、一端がリアクトル８ａと接続され、他端がコンデンサ８ｃと接続されている。スイッチング素子８ｅは、一端がリアクトル８ａと接続され、他端がリレーＳＭＲＧ（または、制限抵抗Ｒ１およびリレーＳＭＲＰ）を介して二次電池６の低電位側端子と接続されている。
【００１５】
なお、図示しないが燃料ポンプ等の高圧補器は、システムメインリレー７とバッテリ昇圧コンバータ８の間に接続されている。上記構成により、燃料電池システム１は、燃料電池２を主電源とし、二次電池６を補助電源として、インバータ５に接続される各負荷を駆動することができる。
【００１６】
推定部９は、電流計測部３ｆと接続されている。推定部９は、電流計測部３ｆが計測したリアクトル３ａのリアクトル電流値ｉＬ２の時間変化を受信する。推定部９は、受信したリアクトル電流値ｉＬ２の時間変化から、リアクトル電流値ｉＬ２の値が上昇し始める時刻から最も高い電流値になるまでの経過時間Ｔを算出する。推定部９は、算出した経過時間Ｔからリアクトル値Ｌ２を推定し、燃料電池２の供給電力Ｐ１を推定する。
【００１７】
図２は、ＦＣ昇圧コンバータ３の電力供給とリアクトル値Ｌ２の関係を示した図である。ＦＣ昇圧コンバータ３の供給電力の特性Ｐ（Ｌ）は、リアクトル３ａのリアクトル値Ｌ２により異なる。実線は、リアクトル値Ｌ２が基準値（設計値）Ｌ２ｂａｓｅである場合のＦＣ昇圧コンバータ３の供給電力の電力特性である。この電力特性では、リアクトル値Ｌ２の基準値であるＬ２ｂａｓｅの時点でＦＣ昇圧コンバータ３が供給する電力は最大値Ｐｍａｘとなる。しかし、実際のリアクトル値Ｌ２は、リアクトルの製造時のばらつき等の理由により基準値（設計値）通りとはなっていない。そのため、リアクトル値Ｌ２が基準値Ｌ２ｂａｓｅよりも小さいリアクトル値Ｌ２ｓｍａｌｌであるとすると、ＦＣ昇圧コンバータ３の供給電力の電力特性は破線のようになる。しかし、ＦＣ昇圧コンバータ３の供給電力の電力特性は、リアクトル値Ｌ２の基準値であるＬ２ｂａｓｅにより設計されることから最適な特性とは異なることになる。そのため、リアクトル値Ｌ２が基準値Ｌ２ｂａｓｅよりも小さいリアクトル値Ｌ２ｓｍａｌｌであったとすると、Ｌ２ｓｍａｌｌでＦＣ昇圧コンバータ３の供給電力が最大値Ｐｍａｘとなる電力特性を採用する必要があるところ、実際はＦＣ昇圧コンバータ３の供給電力はＰｓｍａｌｌとなってしまう。そうすると、ＦＣ昇圧コンバータ３は、ＰｍａｘからＰｓｍａｌｌを引いた電力量を引き出すことが出来ない。すなわち、燃料電池２は、ＰｍａｘからＰｓｍａｌｌを引いた電力量を供給することができず、不足する電力量は、二次電池６から供給されることになる。また、図示しないが、リアクトル３ａのリアクトル値Ｌ２が設計値Ｌ２ｂａｓｅよりも大きい場合も同様に、燃料電池２は、最大の電力を供給することができず、不足する電力量は、二次電池６から供給されることになる。したがって、リアクトル３ａのリアクトル値Ｌ２が設計値Ｌ２ｂａｓｅよりも小さい場合および大きい場合、二次電池６に対して充放電量が増加し、二次電池６の劣化が促進される。二次電池６の劣化は、二次電池６の上下限電圧が守られないことによるもの、あるいは、充放電する電荷積算量が増加して劣化が促進されることによる要因が挙げられる。そこで、リアクトル３ａのリアクトル値Ｌ２が設計値Ｌ２ｂａｓｅに対してどれだけ差があるかを推定し、ＦＣ昇圧コンバータ３の供給電力を適切に制御することが必要となる。
【００１８】
図３は、各コンデンサがプリチャージされる際の電圧の経時変化を示した図である。ここで、コンデンサ３ｂの電圧をＶＦＶＬ、コンデンサ３ｃの電圧をＶＦＶＨ、二次電池６の電圧をＶＶＢ、コンデンサ８ｂの電圧をＶＶＬ、コンデンサ８ｃの電圧をＶＶＨとする。Ｌ１１は、コンデンサ８ｃがプリチャージされる際の電圧ＶＶＨの波形である。Ｌ１２は、コンデンサ３ｃがプリチャージされる際の電圧ＶＦＶＨの波形である。まず、時刻ｔ１において、システムメインリレー７のリレー制御信号によりリレーＳＭＲＢおよびリレーＳＭＲＰが閉じられる。そして、コンデンサ８ｃがプリチャージされ、コンデンサ８ｃの電圧ＶＶＨは、Ｌ１１に示すように、二次電池６の電圧相当であるＶＢ（ＶＬ）まで上昇する。その後、時刻ｔ２において、バッテリ昇圧コンバータ８によりコンデンサ８ｃの電圧は昇圧され、所望する電圧であるＶＶＨまで上昇する。その後、時刻ｔ３において、燃料電池２に燃料を供給することにより燃料電池２の電圧が上昇する。燃料電池２の電圧が上昇すると、Ｌ１２に示すように、コンデンサ８ｃの電圧は所望する電圧であるＶＦＶＨまで上昇する。その後、時刻ｔ４において、ＦＣ用リレースイッチ４を接続すると、コンデンサ８ｃおよびコンデンサ３ｃの電圧ＶＶＨおよび電圧ＶＦＶＨは同じ電圧になるように、コンデンサ３ｃの電圧ＶＦＶＨは減少してくる。なお、図３に示すコンデンサ８ｃおよびコンデンサ３ｃの電圧ＶＶＨおよび電圧ＶＦＶＨの関係はＶＦＶＨ＞ＶＶＨとなっているが、これに限られず、ＶＦＶＨ＜ＶＶＨとなっていても良い。
【００１９】
図４は、各コンデンサがプリチャージされる際の電圧の経時変化の拡大図であり、図３の一点鎖線部分を拡大した図である。ＦＣ用リレースイッチ４が接続された時刻ｔ４からコンデンサ８ｃおよびコンデンサ３ｃの電圧ＶＶＨおよび電圧ＶＦＶＨが同じ電圧になるまでの状態は、過減衰時の状態と言われる。つまり、図４は過減衰時のコンデンサ３ｃの電圧ＶＦＶＨの経時変化を表した図である。また、図５は、過減衰時のリアクトル３ａを流れるリアクトル電流ｉＬ２の経時変化である。図４と図５の横軸の時間は対応しており、同じ時間軸となっている。図４において、コンデンサ３ｃの電圧ＶＦＶＨは、ＦＣ用リレースイッチ４を接続すると、下がり始めることになる。一方、図５のＬ１３に示す通り、リアクトル３ａには電流が流れ始め、リアクトル電流値ｉＬ２が上昇し始める。その後、コンデンサ３ｃの電圧ＶＦＶＨが下がるにつれて、リアクトル電流値ｉＬ２も減少してくる。
ここで、ＦＣ昇圧コンバータ３において、仮にリアクトル３ａが無いとすると、ＦＣ昇圧コンバータ３を流れる電流値は、点線のようにコンデンサ３ｃの電圧ＶＦＶＨが下がり始めた時点で、最大電流が流れることになる。しかし、実際はリアクトル３ａが接続されているため、実線のようにコンデンサ３ｃの電圧ＶＦＶＨが下がり始めた時点では最大の電流値とはならず、少し遅れた時点で最大の電流値となる。本実施の形態にかかる燃料電池システム１では、このリアクトル電流値ｉＬ２の経時変化に着目し、リアクトル電流値ｉＬ２が上昇し始める時刻上昇し始める時刻からリアクトル電流値ｉＬ２が最も高くなるまでの経過時間Ｔを用いてリアクトル３ａのリアクトル値Ｌ２を推定する。
【００２０】
図６は、リアクトル値Ｌ２の違いによる過減衰時のリアクトル電流値ｉＬ２の波形を示した図である。リアクトル電流値ｉＬ２の経時変化の曲線は、リアクトル値Ｌ２の大きさにより異なる。リアクトル値Ｌ２が基準値（設計値）Ｌ２ｂａｓｅの場合、実線のような曲線になる。一方、リアクトル値Ｌ２が基準値（設計値）Ｌ２ｂａｓｅよりも小さい場合、破線のような曲線になる。また、リアクトル値Ｌ２が基準値（設計値）Ｌ２ｂａｓｅよりも大きい場合、一点鎖線のような曲線になる。このように、リアクトル値Ｌ２の大きさによりリアクトル電流値ｉＬ２の経時変化の曲線は異なり、リアクトル電流値ｉＬ２が上昇し始める時刻からリアクトル電流ｉＬ２が最も高くなるまでの経過時間Ｔもリアクトル値Ｌ２により異なることになる。
【００２１】
そこで、本実施の形態にかかる燃料電池システム１では、ＦＣ昇圧コンバータ３のリアクトル３ａのリアクトル値Ｌ２を推定する方法として、過減衰時のリアクトル３ａのリアクトル電流値ｉＬ２の特性に着目し、リアクトル電流値ｉＬ２を計測する。そして、リアクトル電流値ｉＬ２が上昇し始める時刻から最も高い電流値になるまでの経過時間Ｔを算出することにより、リアクトル３ａのリアクトル値Ｌ２を推定する。
【００２２】
ここで、図１に示す燃料電池システム１の回路図は、ＦＣ用リレースイッチ４の制限抵抗Ｒ２、ＦＣ昇圧コンバータ３のリアクトルＬ２、バッテリ昇圧コンバータ８のコンデンサ８ｃ、ＦＣ昇圧コンバータ３のコンデンサ３ｃを含む回路となっている。そのため、燃料電池システム１の回路は、抵抗（Ｒ）とリアクトル（Ｌ）とコンデンサ（Ｃ）とを含むＲＬＣ回路と考えられる。したがって、過減衰時のＲＬＣ回路の一般解は、αおよびγが以下の通りであるとき、関係式（１）が成り立つ。
【数１】
2018033260.tif 000003
ここで、ＶＶＨ、ＶＦＶＨ、ＶＦＶＬ：コンデンサ８ｃ、３ｃ、３ｂのプリチャージ後の定常電圧であり、ＣＶＨ：コンデンサ８ｃのコンデンサ容量値、Ｒ２：制限抵抗Ｒ２の抵抗値、Ｌ２：リアクトル３ａのリアクトル値である。
【００２３】
また、ＦＣ用リレースイッチ４が接続した後のリアクトル３ａを流れる電流値ｉＬ２とコンデンサ３ｃの電圧ＶＦＶＨの関係は、関係式（２）のようになる。
【数２】
2018033260.tif 000004
【００２４】
リアクトル３ａのリアクトル値Ｌ２が基準値（設計値）Ｌ２ｂａｓｅの場合、リアクトル３ａのリアクトル電流値ｉＬ２が上昇し始める時刻から最も高い電流値になるまでの経過時間Ｔは、上記関係式（１）および（２）より算出することが可能となる。また、数式（１）において、制限抵抗値Ｒ２およびコンデンサ容量値ＣＶＨを一定値と考えて簡略化すると、リアクトル３ａのリアクトル値Ｌ２の推定値Ｌ２ｅｓｔと、経過時間Ｔの実測値Ｔｍｅｓの関係は、図７に示す様に、Ｌ２ｅｓｔ∝Ｔｍｅｓの関係となる。したがって、リアクトル電流値ｉＬ２の時間変化から実際のリアクトル値Ｌ２における経過時間Ｔｍｅｓを算出することにより、リアクトル３ａの推定値Ｌ２ｅｓｔが学習される。
【００２５】
リアクトル３ａの推定値Ｌ２ｅｓｔが学習されると、図８に示されるように、燃料電池２の要求電力Ｐ１（ｔ）は、要求電力Ｐ２（ｔ）に補正することができる。このとき、燃料電池２の要求電力の補正項Ｐ1ｒｎ（ｔ）は、リアクトル３ａの基準値（設計値）Ｌ２ｂａｓｅおよび推定値Ｌ２ｅｓｔを用いると、数式（３）のようになる。
【数３】
2018033260.tif 000005
ここで、ａ：比例定数である。したがって、補正後の要求電力Ｐ２（ｔ）は、数式（４）から得られるようになる。
【数４】
2018033260.tif 000006
したがって、燃料電池２の要求電力Ｐ２（ｔ）は、リアクトル３ａの推定したリアクトル値Ｌ２ｅｓｔが予め定められた設計値（基準値）であるＬ２ｂａｓｅより小さい場合、予め定められた設計値（基準値）Ｌ２ｂａｓｅから求まる燃料電池２の要求電力Ｐ１（ｔ）に、リアクトル３ａの設計値（基準値）Ｌ２ｂａｓｅから推定値Ｌ２ｅｓｔを減算した不足分から算出される電力量Ｐｌｒｎ（ｔ）を加算することで算出することができる。さらに、リアクトル３ａの推定値Ｌ２ｅｓｔが予め定められた設計値（基準値）Ｌ２ｂａｓｅより大きい場合も、同様に、予め定められた設計値（基準値）Ｌ２ｂａｓｅから求まる燃料電池２の要求電力Ｐ１（ｔ）に、リアクトル３ａの設計値（基準値）Ｌ２ｂａｓｅから推定値Ｌ２ｅｓｔを減算した不足分から算出される電力量Ｐｌｒｎ（ｔ）を加算することで算出することができる。
【００２６】
本実施の形態にかかる燃料電池システム１において、燃料電池２の要求電力Ｐ２（ｔ）が上述の通り補正されると、図９に示されるように、二次電池６が供給する電力は、上記の補正の対応前に比して減少する。すなわち、リアクトル３ａのリアクトル値Ｌ２の誤差に起因する燃料電池２の要求電力の電力誤差を補正することによって二次電池６の充放電の負担が緩和される。その結果、二次電池６が保護される。さらに、本実施の形態にかかる燃料電池システム１を用いて駆動する車両においては、燃費が向上する。
【００２７】
次に、図１０を参照して、燃料電池システム１の処理について説明する。システムメインリレー７やバッテリ昇圧コンバータ８等の高電圧部品が起動し（ステップＳ１０１）、図示しない燃料ポンプ等が起動することにより燃料電池システム１が起動する（ステップＳ１０２）。その後、ＦＣ用リレースイッチ４を接続する（ステップＳ１０３）。具体的には、ＦＣ用リレースイッチ４が接続されると、制限抵抗Ｒ２を用いてコンデンサ３ｃおよびコンデンサ８ｃがプリチャージされる。このとき、電流計測部３ｆは、リアクトル３ａのリアクトル電流値ｉＬ２の時間変化を計測する。そして、リアクトル３ａのリアクトル値Ｌ２を推定する（ステップＳ１０４）。具体的には、電流計測部３ｆが計測したリアクトル電流値ｉＬ２の時間変化より、リアクトル電流値ｉＬ２が上昇し始める時刻から最も高い電流値になるまでの経過時間Ｔｍｅｓを算出する。算出した経過時間Ｔｍｅｓからリアクトル３ａのリアクトル推定値Ｌ２ｅｓｔを推定する。そして、燃料電池システム１の起動処理は完了する（ステップＳ１０５）。
【００２８】
上述したように、本実施の形態にかかる燃料電池システム１によると、リアクトル３ａのリアクトル値Ｌ２を推定することができる。これにより、リアクトル値Ｌ２にばらつきがあっても、ばらつきを反映させることにより、燃料電池システム１の燃料電池２が供給する電力が適切に補正される。その結果、二次電池６が保護される。さらに、本実施の形態にかかる燃料電池システム１を用いて駆動する車両においては、燃費が向上する。
【００２９】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１  燃料電池システム
２  燃料電池
３  ＦＣ昇圧コンバータ
３ａ  リアクトル
３ｂ、３ｃ  コンデンサ
３ｄ  スイッチング素子
３ｅ  ダイオード
３ｆ  電流計測部
４  ＦＣ用リレースイッチ
５  インバータ
６  二次電池
７  システムメインリレー
８  バッテリ昇圧コンバータ
８ａ  リアクトル
８ｂ、８ｃ  コンデンサ
８ｄ、８ｅ  スイッチング素子
９  推定部
Ｒ１、Ｒ２  制限抵抗
ＦＣＲＢ、ＦＣＲＧ、ＦＣＲＰ、ＳＭＲＢ、ＳＭＲＧ、ＳＭＲＰ  リレー
Ｉ  電流計測部
ＩＮＶ  インバータ
ＭＧ１、ＭＧ２  モータジェネレータ
Ｌ１１  コンデンサ８ｃの電圧の経時変化
Ｌ１２  コンデンサ３ｃの電圧の経時変化
Ｌ１３  リアクトル３ａのリアクトル電流値の経時変化
【図１】
2018033260.tif 000007
【図２】
2018033260.tif 000008
【図３】
2018033260.tif 000009
【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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