(57)【要約】【課題】補機系のいくつかのタイプの異常に対して、重要な補機に電力を供給し続けることができる燃料電池車を開示する。【解決手段】燃料電池車１００は、並列に接続されているメインバッテリ３と燃料電池３０と、補機バッテリ１３と、切換スイッチ１２と、第１、第２電圧コンバータ１０、２０と、システムコントローラ１１を備えている。システムコントローラ１１は、補機電力線３５が短絡した場合は切換スイッチ１２を開放するとともに第２電圧コンバータ２０を動作させてシフトバイワイヤ装置１４へ電力を供給する。燃料電池３０が動作不能の場合は切換スイッチ１２を閉じ、第１電圧コンバータ１０を停止するとともに第２電圧コンバータ２０を動作させて全ての補機へ電力を供給する。第２電圧コンバータ２０が動作不能の場合には第１電圧コンバータ１０を動作させて全ての補機へ電力を供給する。【選択図】図１
2018068040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用モータに供給する電力を蓄えているメインバッテリと、
ＦＣ用電圧コンバータを介して前記メインバッテリと並列に接続されている燃料電池と、
メインバッテリよりも出力電力が低い補機バッテリと、
前記補機バッテリと、前記補機バッテリの出力電力で動作する第１補機及び第２補機を接続する補機電力線と、
前記燃料電池の出力電圧を降圧して前記補機電力線に供給する第１電圧コンバータと、
前記メインバッテリの出力電圧を降圧して前記補機電力線に供給する第２電圧コンバータと、
前記第２電圧コンバータと前記補機電力線の間の接続と遮断を切り換える切換スイッチと、
前記補機電力線を介さずに前記第２電圧コンバータから前記第１補機へ電力を供給するバイパス電力線と、
前記第１補機から前記補機電力線への電流逆流を防止する第１ダイオードと、
前記第１補機から前記バイパス電力線を通じての前記補機電力線への電流逆流を防止する第２ダイオードと、
コントローラと、を備えており、
前記コントローラは、
前記補機電力線が短絡した場合は前記切換スイッチを開放するとともに前記第２電圧コンバータを動作させて前記第１補機へ電力を供給し、
前記燃料電池が動作不能の場合は前記切換スイッチを閉じ、前記第１電圧コンバータを停止するとともに前記第２電圧コンバータを動作させて前記第１及び第２補機へ電力を供給し、
前記第２電圧コンバータが動作不能の場合には前記第１電圧コンバータを動作させて前記第１及び第２補機に電力を供給する、
燃料電池車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、燃料電池とバッテリのいずれかの電力でモータを駆動して走行する燃料電池車を開示する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、燃料電池車の一例が開示されている。その燃料電池車は、燃料電池とメインバッテリが並列に接続されている。燃料電池は出力を急激に変えることが難しいので、モータの出力を急激に変化させるときのためにメインバッテリが備えられている。モータの出力を急増させる場合には、メインバッテリの出力を燃料電池の出力に加える。モータの出力を急減させる場合には、燃料電池の余剰の電力をメインバッテリに蓄える。
【０００３】
燃料電池は、その出力電圧を走行用モータの駆動電圧に変換する電圧コンバータを介してメインバッテリと並列に接続されている。燃料電池車は、走行用モータの駆動電圧よりも低い補機群へ電力を供給する補機バッテリも備えている。メインバッテリと燃料電池の出力電圧は１００ボルト以上であり、補機バッテリの出力電圧は１０乃至４０ボルトである。特許文献１の燃料電池車は、メインバッテリの出力あるいは燃料電池の出力の電圧を降圧して補機バッテリへ供給する電圧コンバータも備えている。
【０００４】
補機の中には、重要な補機とそうでない補機が含まれる。前者の典型は、シフトバイワイヤ装置など、走行に関わる補機であり、後者の典型は、オーディオ機器など、走行に関与しない補機である。補機バッテリが故障したときに、走行に関わる重要な補機への電力供給が途絶えないように、燃料電池車は、電力のバックアップ手段を備えていることが望ましい。特許文献１の燃料電池車では、補機バッテリが故障しても、電圧コンバータを介してメインバッテリまたは燃料電池から重要な補機へ電力を供給することができる。すなわち、メインバッテリ又は燃料電池と電圧コンバータが、重要な補機への電力バックアップ手段として機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−０９２８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術では、故障個所によっては、上記した電力バックアップ手段が使えない場合がある。例えば、補機バッテリ（あるいは、他の補機）が短絡故障した場合、重要な補機の電源供給端がグランド電位に保持されてしまい、メインバッテリあるいは燃料電池から電力供給ができなくなってしまう。メインバッテリと燃料電池が並列に接続された燃料電池車において、重要な補機への電力バックアップ手段には改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書が開示する燃料電池車は、メインバッテリ、燃料電池、補機バッテリ、補機電力線、バイパス電力線、第１電圧コンバータ、第２電圧コンバータ、切換スイッチ、第１、第２ダイオ―ド、及び、コントローラを備えている。メインバッテリは、走行用モータに供給する電力を蓄えている。燃料電池は、ＦＣ用電圧コンバータ３１を介してメインバッテリと並列に接続されている。ＦＣ用電圧コンバータは、例えば、チョッパ型の昇圧コンバータが複数個並列に接続された多重コンバータであり、燃料電池の出力電圧を走行用モータの駆動電圧へ変換する。
【０００８】
補機バッテリは、メインバッテリよりも出力電力が低いバッテリであり、再充電可能なバッテリである。補助電力線は、補機バッテリと、補機バッテリの出力電力で動作する第１補機及び第２補機を接続する電力線である。
【０００９】
第１電圧コンバータは、燃料電池の出力電圧を降圧して補機電力線に供給する。第２電圧コンバータは、メインバッテリの出力電圧を降圧して補機電力線に供給する。切換スイッチは、第２電圧コンバータと補機電力線の間の接続と遮断を切り換える。バイパス電力線は、補機電力線を介さずに第２電圧コンバータから第１補機へ電力を供給する電力線である。
【００１０】
第１ダイオードは、第１補機から補機電力線への電流逆流を防止するために備えられている。第２ダイオードは、第１補機からバイパス電力線を通じての補機電力線への電流逆流を防止するために備えられている。コントローラは、補機電力線が短絡した場合は切換スイッチを開放するとともに第２電圧コンバータを動作させて前記第１補機へ電力を供給する。コントローラは、燃料電池が動作不能の場合は切換スイッチを閉じ、第１電圧コンバータを停止するとともに第２電圧コンバータを動作させて第１及び第２補機へ電力を供給する。コントローラは、第２電圧コンバータが動作不能の場合には第１電圧コンバータを動作させて第１及び第２補機に電力を供給する。なお、「切換スイッチを閉じる」とは、切換スイッチの両端に接続されている機器を導通させることを意味し、「切換スイッチを開く」とは、切換スイッチの両端に接続されている機器を電気的に遮断することを意味する。
【００１１】
第１補機が、走行に関与する補機など、電力供給のバックアップを必要とする重要な補機の代表であり、第２補機が、オーディオ装置など、電力供給のバックアップを必要としない補機の代表である。「第１補機」と「第２補機」の夫々は、複数個の補機を含んでいてもよい。
【００１２】
上記の燃料電池車は、（１）補機電力線が短絡した場合、（２）燃料電池が動作不能の場合、（３）第２電圧コンバータが動作不能の場合、のいずれの場合にも重要な補機（第１補機）へ電力を供給することができる。なお、第２電圧コンバータが動作不能の場合とは、第２電圧コンバータ自体は正常であっても、他の要因によって第２電圧コンバータから補機バッテリへの電力供給ができなくなった場合を含む。他の要因とは、例えば、メインバッテリに異常を生じて第２電圧コンバータへの電力供給が停止した場合、及び、第２電圧コンバータの高電圧側で短絡故障が生じた場合などである。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例の燃料電池車の電力系のブロック図である。
【図２】第２電圧コンバータの回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面を参照して実施例の燃料電池車１００を説明する。図１に、燃料電池車１００の電力系のブロック図を示す。図１において、実線は電力線を示しており、矢印破線は信号線を示している。
【００１５】
燃料電池車１００は、モータ７で走行する。モータ７は、燃料電池３０の電力、あるいはメインバッテリ３の電力で駆動される。なお、図１では、燃料電池３０を単純な矩形で示しているが、ここでの「燃料電池３０」は、水素を蓄える水素タンク、複数の燃料電池セルを積層した燃料電池スタック、燃料電池スタックに酸化ガスを供給する酸化ガス供給器、燃料電池スタックに燃料ガスを供給する燃料ガス供給器など、複数のデバイスの集合体である。
【００１６】
一般に、自動車には、運転者のアクセルワークに応答して駆動力をゼロから最大駆動力の間で急激に変化させる能力が要求される。一方、燃料電池は、その出力を急激に変えることが難しい。そのため、燃料電池車は燃料電池に加えてバッテリを備える。実施例の燃料電池車１００も、メインバッテリ３を備えている。メインバッテリ３は、再充電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池、あるいは、ニッケル水素電池である。
【００１７】
燃料電池３０の出力電圧は、例えば、２００〜３００ボルトである。また、メインバッテリ３の出力電圧は、例えば３００ボルトである。一方、走行用のモータ７の最大駆動電圧は６００ボルトである。双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ５がメインバッテリ３の直流電力の電圧をモータ駆動に適した電圧まで昇圧し、インバータ６に供給する。ＦＣ用電圧コンバータ３１が、燃料電池３０の直流電力の電圧をモータ駆動に適した電圧まで昇圧し、インバータ６に供給する。メインバッテリ３と燃料電池３０は、それぞれ、電圧コンバータ（双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ５、ＦＣ用電圧コンバータ３１）を介して並列に接続されている。
【００１８】
ＦＣ用電圧コンバータ３１は、スイッチング素子を使ったチョッパ型の昇圧コンバータ回路が複数個並列に接続されている多重コンバータである。図１の「ＦＤＣ」の文字は、ＦＣ用電圧コンバータを意味している。ＦＣ用電圧コンバータ３１は、燃料電池３０の出力に応じて作動させる昇圧コンバータ回路の数を調整する。燃料電池３０の出力に応じて作動させる昇圧コンバータ回路の数を調整する多重コンバータについては、例えば特開２０１４−０１４２３５号公報を参照されたい。
【００１９】
インバータ６は、昇圧されたメインバッテリ３の直流電力、及び／又は、昇圧された燃料電池３０の直流電力を、モータ７の駆動に適した交流電力に変換し、モータ７に供給する。
【００２０】
双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ５は、メインバッテリ３から供給される電力を昇圧してインバータ６に供給する昇圧機能と、インバータ６から供給される回生電力、あるいは、燃料電池３０の出力のうち、モータ７の駆動に使われなかった余剰電力の電圧を降圧してメインバッテリ３を充電する降圧機能の双方を備えている。
【００２１】
メインバッテリ３と双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ５の間には、システムメインリレー４が接続されている。図１の記号「ＳＭＲ」は、システムメインリレーを表している。システムメインリレー４は、車両のメインスイッチが入れられると、システムコントローラ１１により閉じられ、メインバッテリ３と双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ５が接続される。車両のメインスイッチが切られると、システムコントローラ１１がシステムメインリレー４を開放し、メインバッテリ３と双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ５が電気的に遮断される。
【００２２】
燃料電池車１００は、メインバッテリ３と燃料電池３０の出力電圧よりも低い電圧で動作する補機群を備えている。補機群は、車両の走行に関与する重要なデバイスであって走行中は停止しないことが求められる重要補機と、車両の走行には関与しない非重要補機の２タイプに分けることができる。重要補機の例は、シフトバイワイヤ装置１４とシステムコントローラ１１である。非重要補機の例は、オーディオ装置１５である。図示は省略するが、シフトバイワイヤ装置１４とシステムコントローラ１１のほかにもいくつかの重要補機が接続されている。また、オーディオ装置１５のほかにも様々な非重要補機が接続されている。本実施例では、シフトバイワイヤ装置１４とシステムコントローラ１１が重要補機の代表であり、オーディオ装置１５が非重要補機の代表である。
【００２３】
燃料電池車１００の電力系には、上記したデバイスのほか、補機バッテリ１３、第１電圧コンバータ１０、第２電圧コンバータ２０、切換スイッチ１２、補機電力線３５、第１バイパス電力線３３、第２バイパス電力線３４、ダイオード９ａ、９ｂ、９ｃを備えている。詳しくは図２を参照して後述するが、第２電圧コンバータ２０の内部には、ダイオード９ｂと同じ役割を担うダイオード９ｄが備えられている。
【００２４】
補機バッテリ１３は、シフトバイワイヤ装置１４、オーディオ装置１５、システムコントローラ１１などの補機群へ電力を供給するためのバッテリであり、その出力電圧は例えば１２ボルトである。シフトバイワイヤ装置１４、オーディオ装置１５、システムコントローラ１１は、補機電力線３５を介して補機バッテリ１３と接続されている。なお、シフトバイワイヤ装置１４、オーディオ装置１５、システムコントローラ１１、補機バッテリ１３の負極は、グランドＧを介して導通する。グランドＧは、車両の導電性のボディである。補機電力線３５は、車両内に広く張り巡らされており、シフトバイワイヤ装置１４、オーディオ装置１５、システムコントローラ１１のほかにも様々な補機が接続されている。図１では、補機電力線３５を太実線で表している。
【００２５】
重要補機の代表であるシフトバイワイヤ装置１４には、ダイオード９ａが付随する。ダイオード９ａは、補機電力線３５からシフトバイワイヤ装置１４へは電流を通すが、逆向き電流は通さない。ダイオード９ａは、補機電力線３５、補機バッテリ１３又はオーディオ装置１５がグランドＧと短絡したときに、シフトバイワイヤ装置１４から補機電力線３５への電流の逆流を防止するために備えられている。
【００２６】
第１電圧コンバータ１０は、燃料電池３０の出力端と補機電力線３５の間に接続されている。第１電圧コンバータ１０は、燃料電池３０の出力電圧を降圧し、補機電力線３５に供給する。図１の「ＤＤＣ１」の文字は、「第１電圧コンバータ」を意味している。第１電圧コンバータ１０の出力の負極は、第１電圧コンバータ１０の中でグランドＧに接続されている。
【００２７】
第２電圧コンバータ２０は、メインバッテリ３の出力端と補機電力線３５の間に接続されている。図１の「ＤＤＣ２」の文字は、「第２電圧コンバータ」を意味している。第２電圧コンバータ２０の入力端２０ｃがメインバッテリ３に接続され、第１出力端２０ａが切換スイッチ１２を介して補機電力線３５と接続される。第２電圧コンバータ２０は、メインバッテリ３の出力電力の電圧を降圧し、補機電力線３５（即ち補機バッテリ１３）に供給する。第２電圧コンバータ２０の第１出力端２０ａと補機電力線３５の間には、切換スイッチ１２が接続されている。切換スイッチ１２は、通常は閉じられており、補機電力線３５が短絡したときに開放され、第２電圧コンバータ２０を補機電力線３５から切り離す。切換スイッチ１２は、システムコントローラ１１により制御される。第２電圧コンバータ２０の出力の負極は、第２電圧コンバータ２０の中でグランドＧに接続されている。
【００２８】
第２電圧コンバータ２０の第１出力端２０ａには、第１バイパス電力線３３も接続されている。第１バイパス電力線３３は、シフトバイワイヤ装置１４につながっている。第１バイパス電力線３３は、補機電力線３５を介さずに第２電圧コンバータ２０からシフトバイワイヤ装置１４へ電力を供給するための電力線である。第１バイパス電力線３３の途中にダイオード９ｂが接続されている。ダイオード９ｂは、第２電圧コンバータ２０からシフトバイワイヤ装置１４へ向けて電流を通し、逆向きの電流は通さない。ダイオード９ｂは、シフトバイワイヤ装置１４から第１バイパス電力線３３を通じての補機電力線３５への電流逆流を防止するために備えられている。
【００２９】
第２電圧コンバータ２０は、第１バイパス電力線３３、及び、補機電力線３５と接続されている第１出力端２０ａのほかに、第２出力端２０ｂを備えている。いずれの出力端からも、メインバッテリ３の出力電圧を降圧した電圧の電力が出力される。第２電圧コンバータ２０の第２出力端２０ｂは、第２バイパス電力線３４を介してシステムコントローラ１１に接続されている。システムコントローラ１１は、補機電力線３５と第２バイパス電力線３４の双方から電力供給を受ける。システムコントローラ１１と補機電力線３５の間には、ダイオード９ｃが接続されている。ダイオード９ｃは、補機電力線３５からシステムコントローラ１１へは電流を通すが、逆向き電流は通さない。ダイオード９ｃは、補機電力線３５がグランドＧと短絡したときに、システムコントローラ１１から補機電力線３５への電流の逆流を防止するために備えられている。
【００３０】
補機群の電力系に何らかの故障が生じると、システムコントローラ１１が、重要補機への電力供給が継続されるように、切換スイッチ１２や第１、第２電圧コンバータ１０、２０を制御する。本実施例では、シフトバイワイヤ装置１４とシステムコントローラ１１自身が重要補機の例である。補機バッテリ１３あるいはオーディオ装置１５で短絡故障を生じると、補機電力線３５がグランドＧと短絡する。システムコントローラ１１は、補機電力線３５を通じての電力供給が途絶えると、補機電力線３５の短絡と判断し、切換スイッチ１２を開放する。その結果、第２電圧コンバータ２０が、短絡した補機電力線３５から切り離される。なお、システムコントローラ１１は、補機電力線３５のほか、第２バイパス電力線３４を介して第２電圧コンバータ２０から電力供給を受けているので、補機電力線３５からの電力供給が途絶えても継続して動作することができる。補機電力線３５とシステムコントローラ１１の間には、逆流防止のダイオード９ｃが接続されているので、補機電力線３５が短絡しても、システムコントローラ１１から補機電力線３５へ電流が逆流することはない。
【００３１】
補機電力線３５が短絡しても、逆流防止用のダイオード９ａにより、シフトバイワイヤ装置１４から補機電力線３５へ電流が逆流することはない。補機電力線３５が短絡すると、切換スイッチ１２が開放されるまでのわずかな間、第２電圧コンバータ２０の第１出力端２０ａと第１バイパス電力線３３も短絡状態となる。第１バイパス電力線３３には、逆流防止用のダイオード９ｂが接続されているので、シフトバイワイヤ装置１４から第１バイパス電力線３３と開放前の切換スイッチ１２を介して補機電力線３５に電流が逆流することはない。ただし、シフトバイワイヤ装置１４は、切換スイッチ１２が開放されるまでの僅かの間は電力供給が途絶える。システムコントローラ１１は、補機電力線３５の短絡を検知すると、切換スイッチ１２を開放し、次に第２電圧コンバータ２０を作動させる。切換スイッチ１２が開放されると、第２電圧コンバータ２０の第１出力端２０ａの出力電圧が回復し、第１バイパス電力線３３を介してシフトバイワイヤ装置１４への電力供給が再開される。
【００３２】
上記のとおり、補機電力線３５が短絡しても、シフトバイワイヤ装置１４には継続して電力が供給される。また、補機電力線３５が短絡しても、システムコントローラ１１へも電力供給が継続される。なお、前述したように、補機電力線３５が短絡すると、切換スイッチ１２が開放されるまでの僅かな時間は、シフトバイワイヤ装置１４への電力供給が停止する。これに対して、第２電圧コンバータ２０の内部には、第１出力端２０ａが短絡状態になっても第２出力端２０ｂからの電力供給が継続する回路が構成されている。次に、図２を参照して、第２電圧コンバータ２０の回路構成について説明する。
【００３３】
図２は、第２電圧コンバータ２０の回路構成を示す図である。第２電圧コンバータ２０は、パワートランジスタを含む変換主回路２２と、変換主回路２２のパワートランジスタを制御する制御回路２３と、ダイオード９ｄとキャパシタ２５を備えている。変換主回路２２は、入力端２０ｃから入力されるメインバッテリ３の出力電力の電圧を降圧して第１出力端２０ａと第２出力端２０ｂへ出力する。なお、変換主回路２２の出力の負極はグランドＧに接続される。変換主回路２２の正極出力端２２ａと第２出力端２０ｂの間には、ダイオード９ｄが接続されている。先に図１を参照しつつ述べたように、第１出力端２０ａには切換スイッチ１２を介して補機電力線３５が接続されており、第２出力端２０ｂには第２バイパス電力線３４を介してシステムコントローラ１１が接続されている。補機電力線３５が短絡すると、切換スイッチ１２が開放されるまでの間、第２電圧コンバータ２０の第１出力端２０ａも短絡状態となる。ダイオード９ｄは、変換主回路２２の正極出力端２２ａから第２出力端２０ｂへ向けて電流は通すが逆方向の電流は遮断する。ダイオード９ｄは、第１出力端２０ａが短絡したとき、システムコントローラ１１から第２バイパス電力線３４と切換スイッチ１２を介して補機電力線３５へ電流が逆流することを防止する。
【００３４】
逆流防止用のダイオード９ｄよりも第２出力端２０ｂの側には、キャパシタ２５と制御回路２３が接続されている。なお、図示は省略しているが、制御回路２３は、補機電力線３５を介して補機バッテリ１３からも電力供給を受けている。補機電力線３５が短絡する前は、制御回路２３は、補機電力線３５を介して補機バッテリ１３から電力供給を受け、動作する。制御回路２３と補機電力線３５の間にも、制御回路２３から補機電力線３５への電流逆流を防止する別のダイオードが接続されている。それゆえ、補機電力線３５が短絡したとき、制御回路２３から補機電力線３５へ電流が逆流することはない。
【００３５】
キャパシタ２５は、ダイオード９ｄのカソード側に接続されているので、第１出力端２０ａが短絡したときにキャパシタ２５から第１出力端２０ａの側へ電流が流れることはない。補機電力線３５が短絡する前にキャパシタ２５には電力が蓄えられる。補機電力線３５が短絡し、第１出力端２０ａ（及び、変換主回路２２の正極出力端２２ａ）の電圧がグランドＧの電位に下がったとき、キャパシタ２５から制御回路２３へ電力が供給され、制御回路２３は動作を継続することができる。また、第２出力端２０ｂには、第２バイパス電力線３４を介してシステムコントローラ１１が接続されている。補機電力線３５が短絡し、第１出力端２０ａ（及び、変換主回路２２の正極出力端２２ａ）の電圧がグランド電位に下がったとき、キャパシタ２５からシステムコントローラ１１へも電力が供給される。すなわち、ダイオード９ｄとキャパシタ２５によって、補機電力線３５が短絡してから切換スイッチ１２が開放されるまでの間、制御回路２３とシステムコントローラ１１に電力が供給され続ける。システムコントローラ１１は、補機電力線３５が短絡状態のときにも動作を継続することができ、切換スイッチ１２を開放する。切換スイッチ１２が開放されると、第１出力端２０ａ（及び、変換主回路２２の正極出力端２２ａ）の短絡状態が解消する。そうすると、変換主回路２２から、補機電力線３５を通じてのシフトバイワイヤ装置１４とシステムコントローラ１１への電力供給が再開される。
【００３６】
以上説明したように、燃料電池車１００は、補機電力線３５が短絡しても、重要な補機（シフトバイワイヤ装置１４とシステムコントローラ１１）への電力供給を継続することができる。燃料電池車１００では、補機電力線３５が短絡したとき、切換スイッチ１２が開放されるまでの間、シフトバイワイヤ装置１４への電力供給は一時的に停止する。これに対して、システムコントローラ１１への電力供給は、切換スイッチ１２が開放されるまでの間も継続する。
【００３７】
図１の回路系は、上記した補機電力線３５の短絡以外の異常が補機系に発生したときも、重要な補機（即ち、シフトバイワイヤ装置１４とシステムコントローラ１１）に電力を供給し続けることができる。切換スイッチ１２は、通常（正常時）は閉じたままになっている。燃料電池３０が動作不能の場合、システムコントローラ１１は、切換スイッチ１２を閉じた状態に維持しつつ、第１電圧コンバータ１０を停止するとともに第２電圧コンバータ２０を動作させる。切換スイッチ１２が閉じられているので、第２電圧コンバータ２０の出力電力は、補機電力線３５を介して全ての補機へ供給される。
【００３８】
第２電圧コンバータ２０が動作不能の場合、システムコントローラ１１は、第１電圧コンバータ１０を動作させる。第１電圧コンバータ１０の出力電力は、補機電力線３５を介して全ての補機へ供給される。なお、第２電圧コンバータ２０が動作不能の場合とは、第２電圧コンバータ２０の故障のほか、何らかの要因で第２電圧コンバータ２０への電力供給が停止した場合を含む。
【００３９】
システムコントローラ１１は、補機電力線３５の短絡を検知すると、切換スイッチ１２を開放するとともに、補機系で異常が発生したことを知らせる警告灯を点灯させる。燃料電池車１００は、補機系で異常が発生しても、重要な補機（第１補機）には電力供給が継続されるので、走行を続けることができる。このとき、システムコントローラ１１は、モータ７の最高出力を抑制するなど、異常発生時の特別走行モード（退避走行モード）に移行してもよい。
【００４０】
システムコントローラ１１は、補機電力線３５の短絡以外の異常を検知すると、切換スイッチ１２を閉じた状態に保持しつつ、補機系で異常が発生したことを知らせる警告灯を点灯させる。さらに、システムコントローラ１１は、システムメインリレー４よりもメインバッテリ３の側で短絡が生じた場合には、システムメインリレー４を開放する。そうすることで、燃料電池３０の出力電力を使って走行を継続することができる。その場合も、システムコントローラ１１は、モータ７の最高出力を抑制するなど、異常発生時の特別走行モード（退避走行モード）に移行してもよい。
【００４１】
また、例えば双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ５の内部で短絡故障が生じた場合にも、システムコントローラ１１は、システムメインリレー４を開放する。メインバッテリ３の過電流を防止するためである。
【００４２】
実施例の燃料電池車１００は、次の異常が発生した場合でも、重要な補機（シフトバイワイヤ装置１４、システムコントローラ１１）に電力を供給し続けることができる。（１）補機電力線３５が短絡したとき。（２）燃料電池３０が動作不能のとき。（３）第２電圧コンバータ２０が動作不能のとき。（１）の場合、システムコントローラ１１は、切換スイッチ１２を開放するとともに第２電圧コンバータ２０を動作させてシフトバイワイヤ装置１４とシステムコントローラ１１への電力供給を継続させる。（２）の場合、システムコントローラ１１は、切換スイッチ１２を閉じた状態に維持し、第１電圧コンバータ１０を停止するとともに第２電圧コンバータ２０を動作させて全ての補機への電力供給を継続させる。（３）の場合、システムコントローラ１１は、第１電圧コンバータ１０を動作させて全ての補機への電力供給を継続させる。
【００４３】
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例のシフトバイワイヤ装置１４とシステムコントローラ１１が請求項の「第１補機」の一例に相当する。シフトバイワイヤ装置１４とシステムコントローラ１１以外にも、補機電力線３５の短絡後も電力供給を継続すべき第１補機が接続されていてもよい。実施例の第１バイパス電力線３３、第２バイパス電力線３４は、いずれも、請求項の「バイパス電力線」の一例に相当する。実施例のオーディオ装置１５が、請求項の「第２補機」の一例に相当する。補機電力線３５が短絡したら停止してもよい第２補機として、例えば、ルームランプなど、オーディオ以外のデバイスが接続されていてもよい。実施例のシステムコントローラ１１が請求項の「コントローラ」の一例に相当する。
【００４４】
実施例のダイオード９ａ、９ｃが、請求項の「第１ダイオード」の一例に相当する。実施例のダイオード９ｂ、９ｄが、請求項の「第２ダイオード」の一例に相当する。ダイオード９ａ、９ｂは、シフトバイワイヤ装置１４に組み込まれていてもよい。ダイオード９ｃは、システムコントローラ１１に組み込まれていてもよい。
【００４５】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４６】
３：メインバッテリ
４：システムメインリレー
５：双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ
６：インバータ
７：モータ
９ａ−９ｄ：ダイオード
１０：第１電圧コンバータ
１１：システムコントローラ
１２：切換スイッチ
１３：補機バッテリ
１４：シフトバイワイヤ装置
１５：オーディオ装置
２０：第２電圧コンバータ
２０ａ：第１出力端
２０ｂ：第２出力端
２０ｃ：入力端
２２：変換主回路
２２ａ：正極出力端
２３：制御回路
２５：キャパシタ
３０：燃料電池
３１：ＦＣ用電圧コンバータ
３３：第１バイパス電力線
３４：第２バイパス電力線
３５：補機電力線
１００：燃料電池車
Ｇ：グランド
【図１】
2018068040.tif 000003
【図２】
2018068040.tif 000004