(57)【要約】【課題】リレーの接点の溶着検査における省エネルギーを実現する。【解決手段】リレーの接点の溶着を検査する溶着検査方法は、一対のリレーの接点をいずれも接続した状態で燃料電池昇圧コンバータのリレー回路側の電圧と、バッテリコンバータのリレー回路側の電圧とを、バッテリコンバータを用いて、燃料電池昇圧コンバータのリレー回路側の電圧とバッテリコンバータのリレー回路側の電圧のうちの高い方の電圧よりも溶着検査に必要な電圧だけ高い第１電圧とする工程と、リレー回路の両側の電圧が第１電圧となった後、一対のリレーのうちの一方のリレーの接点を閉じたまま他方のリレーの接点を開放する工程と、他方のリレーの接点を開放した後、バッテリコンバータのリレー回路側の電圧の目標値である電圧指令値を低下させてバッテリコンバータのリレー回路側の電圧を低下させる工程と、を備える。【選択図】図４
2019033014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のリレーを含むリレー回路を挟んだ一方に燃料電池昇圧コンバータを介して燃料電池を有し、他方にバッテリコンバータを介して二次電池を有する電力回路のリレー回路に含まれる前記一対のリレーの接点の溶着を検査する溶着検査方法であって、
（ｉ）前記一対のリレーの接点をいずれも接続した状態で前記燃料電池昇圧コンバータの前記リレー回路側の電圧と、前記バッテリコンバータの前記リレー回路側の電圧とを、前記バッテリコンバータを用いて、前記燃料電池昇圧コンバータの前記リレー回路側の電圧と前記バッテリコンバータの前記リレー回路側の電圧のうちの高い方の電圧よりも溶着検査に必要な電圧だけ高い第１電圧とする工程と、
（ｉｉ）前記燃料電池昇圧コンバータの前記リレー回路側の電圧と、前記バッテリコンバータの前記リレー回路側の電圧が前記第１電圧となった後、前記一対のリレーのうちの一方のリレーの接点を閉じたまま他方のリレーの接点を開放する工程と、
（ｉｉｉ）前記他方のリレーの接点を開放した後、前記バッテリコンバータの前記リレー回路側の電圧の目標値である電圧指令値を低下させて前記バッテリコンバータの前記リレー回路側の電圧を低下させる工程と、
を備え、
（ｉｖ）前記燃料電池昇圧コンバータの前記リレー回路側の電圧が前記前記バッテリコンバータの前記リレー回路側の電圧の低下に追従して低下したときには、前記他方のリレーの接点が溶着していると判断し、前記燃料電池昇圧コンバータの前記リレー回路側の電圧が前記バッテリコンバータの前記リレー回路側の電圧の低下によらず低下しないときには、前記他方のリレーの接点が溶着していないと判断する、
溶着検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リレーの接点の溶着検査方法に関し、特に、燃料電池と二次電池とを電源とする燃料電池システムの電力回路に用いられるリレーの接点の溶着を検査する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＦＣコンバータとバッテリコンバータの間にリレーを備える燃料電池システムの電力供給経路が記載されている。この燃料電池システムでは、起動時に、リレーの接点のＦＣコンバータ側の電位と、リレーの接点のバッテリコンバータ側の電位とをほぼ等しくしてからリレーを接続することで、リレーの接点の接続時のアーク電流によるリレーの接点の溶着を抑制している。特許文献２には、リレーの接点の溶着を検査する方法が記載されている。この方法は、システムオフ時にシステムメインリレーをオフして二次電池を切り離し、その後、グランド側（マイナス側）のリレーのみをオフにし、バッテリコンバータの昇圧側平滑コンデンサの電力をモータ等で消費して電圧を下げたときに、ＦＣコンバータの平滑コンデンサの電圧が昇圧側平滑コンデンサの電圧に追従して下がれば、グランド側のリレーの接点が溶着していると判断し、追従しなければ、グランド側のリレーの接点が溶着していないと判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１４３２６０号パンプレット
【特許文献２】特開２０１７−０９８０６１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では、リレーの接点の溶着を抑制しているが、リレーの接点が溶着したか否かの検査については、十分に検討がされていない。また、特許文献２では、昇圧側平滑コンデンサに充電されていた電力をモータ等で消費しまうため、省エネルギーを図ることが難しいという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、一対のリレーを含むリレー回路を挟んだ一方に燃料電池昇圧コンバータを介して燃料電池を有し、他方にバッテリコンバータを介して二次電池を有する電力回路のリレー回路に含まれる前記一対のリレーの接点の溶着を検査する溶着検査方法が提供される。この検査方法は、（ｉ）前記一対のリレーの接点をいずれも接続した状態で前記燃料電池昇圧コンバータの前記リレー回路側の電圧と、前記バッテリコンバータの前記リレー回路側の電圧とを、前記バッテリコンバータを用いて、前記燃料電池昇圧コンバータの前記リレー回路側の電圧と前記バッテリコンバータの前記リレー回路側の電圧のうちの高い方の電圧よりも溶着検査に必要な電圧だけ高い第１電圧とする工程と、（ｉｉ）前記燃料電池昇圧コンバータの前記リレー回路側の電圧と、前記バッテリコンバータの前記リレー回路側の電圧が前記第１電圧となった後、前記一対のリレーのうちの一方のリレーの接点を閉じたまま他方のリレーの接点を開放する工程と、（ｉｉｉ）前記他方のリレーの接点を開放した後、前記バッテリコンバータの前記リレー回路側の電圧の目標値である電圧指令値を低下させて前記バッテリコンバータの前記リレー回路側の電圧を低下させる工程と、を備え、（ｉｖ）前記燃料電池昇圧コンバータの前記リレー回路側の電圧が前記前記バッテリコンバータの前記リレー回路側の電圧の低下に追従して低下したときには、前記他方のリレーの接点が溶着していると判断し、前記燃料電池昇圧コンバータの前記リレー回路側の電圧が前記バッテリコンバータの前記リレー回路側の電圧の低下によらず低下しないときには、前記他方のリレーの接点が溶着していないと判断する。
この形態によれば、二次電池を接続したままバッテリコンバータのリレー回路側の電圧指令値を低下させて電圧を低下させるので、バッテリコンバータのリレー回路側に蓄積された電力を二次電池で回収できる。また、二次電池の電力を用いて、燃料電池昇圧コンバータのリレー回路側の電圧と、バッテリコンバータのリレー回路側の電圧とを、第１電圧まで上げることができる。
【０００７】
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、リレーの溶着検査方法の他燃料電池システム等の種々の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】燃料電池システムの電力回路の概略構成を示す説明図である。
【図２】マイナス側のリレーの溶着検査のフローチャートである。
【図３】プラス側のリレーの溶着検査のフローチャートである。
【図４】リレーの溶着検査における各リレーの開閉と平滑コンデンサの電位の遷移を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、燃料電池システム１０の電力回路の概略構成を示す説明図である。この燃料電池システム１０は、車両等の移動体に搭載される。図１に示すように、燃料電池（ＦＣ）１００搭載車両では、燃料電池１００が発電した電力で、駆動モータ３１０を駆動して走行する。燃料電池１００からの高電圧配線１１０（後述）に流れる電流を小さくするため、燃料電池１００には、燃料電池１００の出力電圧を昇圧する第１コンバータ１２０が設けられ、第１コンバータ１２０によって昇圧された高電圧が、インバータ３００を介して、駆動モータ３１０に印加される構成とされている。また、始動時や暖機運転時のように燃料電池１００の発電が不十分な場合に備えて、燃料電池車両には高圧の二次電池２００が設けられており、この二次電池２００の出力には、二次電池２００の出力電圧を昇圧する第２コンバータ２２０が設けられている。第２コンバータ２２０は、双方向の電圧変換を行うことができる。二次電池２００は、燃料電池１００と異なり運転を停止するということができないため、その出力と第２コンバータ２２０との間にはシステムメインリレー回路２５０が設けられている。
【００１０】
第２コンバータ２２０の出力は、駆動モータ３１０を駆動するインバータ３００に接続されると共に、リレー回路１５０を介して、第１コンバータ１２０と接続または遮断されるように構成されている。従って、リレー回路１５０により、第２コンバータ２２０の出力が第１コンバータ１２０の出力と接続されていない状態でも、第２コンバータ２２０の電力により、インバータ３００を介して駆動モータ３１０を駆動することができる。他方、リレー回路１５０を接続した状態では、燃料電池１００により発電された電力の余剰分を、第２コンバータ２２０を介して、二次電池２００の充電に用いることができる。インバータ３００や、第１コンバータ１２０、第２コンバータ２２０の制御およびリレー回路１５０、システムメインリレー回路２５０の接続および遮断は、制御部４００により制御される。制御部４００は、スタートスイッチ４１０が操作されると起動され、燃料電池車両の運転中、これらの回路を制御する。
【００１１】
燃料電池１００，第１コンバータ１２０，第２コンバータ２２０の構成およびリレー回路１５０，システムメインリレー回路２５０その他各部との配線の詳細について説明する。リレー回路１５０を介して接続される第１コンバータ１２０と第２コンバータ２２０との高電圧配線のうち、プラスの側を高電位側配線１１０ｂ、マイナス側を低電位側配線１１０ｇと呼ぶ。燃料電池１００は、燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させて直流の電力を発生させる発電装置である。燃料電池１００は、第１コンバータ１２０と接続されている。
【００１２】
第１コンバータ１２０（図１では、「ＦＤＣ」と略す。）は、「燃料電池昇圧コンバータ」とも呼び、燃料電池１００の電圧を昇圧して高電圧配線１１０に送る非絶縁型チョッパ方式のコンバータである。第１コンバータ１２０は、リアクトルＬ１と、ダイオードＤ１と、スイッチング素子ＳＷ１と、昇圧用の第１平滑コンデンサＣ１を備える。スイッチング素子ＳＷ１は、例えば、ＩＧＢＴなどの半導体素子で形成されている。第１平滑コンデンサＣ１には、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨを検知する第１電圧センサ１２５が設けられている。燃料電池１００の出力電圧は、第１コンバータ１２０によって昇圧され、高電圧配線１１０に送られる。
【００１３】
リレー回路１５０は、高電位側配線１１０ｂに設けられたリレーＦＣＲＢと、低電位側配線１１０ｇに設けられたリレーＦＣＲＧと、第１プリチャージ回路１３０と、を備える。第１プリチャージ回路１３０は、リレーＦＣＲＢと並列に低電位側配線１１０ｇに接続され、抵抗器Ｒ１と、抵抗器Ｒ１と直列に接続されたリレーＦＣＲＰを備える。すなわち、この第１プリチャージ回路１３０は、抵抗器Ｒ１を含むバイパス通電経路として構成されている。リレーＦＣＲＧの両端の電圧差が大きい状態で、リレーＦＣＲＧがオフ（開放、オープンまたは開）からオン（クローズまたは閉）に切り換えられると、リレーＦＣＲＧの接点にアーク電流が流れ、リレーＦＣＲＧが溶着するおそれがある。アーク電流を減らそうとリレーＦＣＲＧと直列に抵抗やリアクトルを設けると、燃料電池１００からインバータ３００、駆動モータ３１０に供給できる電流が小さくなる。そこで、抵抗器Ｒ１と、抵抗器Ｒ１と直列に接続されたリレーＦＣＲＰを備える第１プリチャージ回路１３０をリレーＦＣＲＧと並列に設け、リレーＦＣＲＢをオンにした後、リレーＦＣＲＧをオフからオンに切り換える前に、リレーＦＣＲＰをオンして、リレーＦＣＲＧを流れる電流を制限して、その後にリレーＦＣＲＧをオンする。リレーＦＣＲＰをオンするときには、抵抗器Ｒ１によりオン時のアーク電流が抑制されるので、リレーＦＣＲＰの接点が溶着する可能性は低い。なお、このように、リレーＦＣＲＧのオンへの切換に先だって予めリレーＦＣＲＰをオンすることを「プリチャージ」と呼ぶ。リレーＦＣＲＢがオンにされた後は、リレーＦＣＲＰは、オフにされる。なお、第１プリチャージ回路１３０は、抵抗器Ｒ１の代わりにリアクトル（コイル）を備えてもよい。
【００１４】
インバータ３００は、高電圧配線１１０のリレーＦＣＲＢ，ＦＣＲＧよりも第２コンバータ２２０側に接続されている。インバータ３００は、燃料電池１００から供給された直流の電力を、例えば３相交流の電力に変換し、駆動モータ３１０に供給する。駆動モータ３１０は、移動体の車輪（図示せず）を駆動するモータである。高電圧配線１１０のリレーＦＣＲＢ，ＦＣＲＧよりも第２コンバータ２２０側には、高電圧補機３２０が接続されている。ここで、高電圧補機３２０には、燃料電池１００にエアを供給するエアコンプレッサ（図示せず）が含まれる。なお、本実施形態では、エアコンプレッサが直流駆動されるとして、高電圧配線１１０に、高電圧補機３２０を接続しているが、エアコンプレッサが交流駆動される場合には、高電圧配線１１０と高電圧補機３２０（エアコンプレッサ）との間に、インバータを備えても良い。
【００１５】
二次電池２００は、例えば、ニッケル水素電池や、リチウムイオン電池などで構成されている。二次電池２００は、システムメインリレー回路２５０と低電圧配線２１０を介して、第２コンバータ２２０に接続されている。
【００１６】
第２コンバータ２２０（図１〜４では「ＢＤＣ」と略す。）は、「バッテリコンバータ」とも呼び、低電圧配線２１０（二次電池２００）の電圧を昇圧して高電圧配線１１０に送る機能と、高電圧配線１１０の電圧を降圧して、低電圧配線２１０（二次電池２００）に送る機能と、を有する。すなわち、第２コンバータ２２０は、双方向の電圧変換を行うことができる。第２コンバータ２２０は、非絶縁型チョッパ方式のコンバータであり、リアクトルＬ２と、ダイオードＤ２，Ｄ３と、降圧用のスイッチング素子ＳＷ２と昇圧用のスイッチング素子ＳＷ３と、昇圧用の第２平滑コンデンサＣ２と、降圧用の第３平滑コンデンサＣ３と、を備える。第２平滑コンデンサＣ２には、第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨを検知する第２電圧センサ２２５が設けられている。
【００１７】
低電圧配線２１０のうち、プラス側を「高電位側配線２１０ｂ」、マイナス側を「低電位側配線２１０ｇ」と呼ぶ。低電圧配線２１０には、低電圧補機３３０が接続されている。ここで、低電圧補機３３０には、例えば、燃料電池１００に燃料ガスを供給するときに用いられるインジェクターや燃料系の各種バルブを動作させるモータ、燃料電池１００を冷却する冷媒を供給するポンプのモータ（図示せず）が含まれる。
【００１８】
システムメインリレー回路２５０は、高電位側配線１１０ｂに設けられたリレーＳＭＲＢと、低電位側配線１１０ｇに向けられたリレーＳＭＲＧと、第２プリチャージ回路２３０を備える。第２プリチャージ回路２３０は、リレーＳＭＲＢと並列に低電位側配線２１０ｇに接続され、抵抗器Ｒ２と、抵抗器Ｒ２と直列に接続されたリレーＳＭＲＰを備える。すなわち、この第２プリチャージ回路２３０は、抵抗器Ｒ２を含むバイパス通電経路として構成されている。第２プリチャージ回路２３０の機能は、第１プリチャージ回路１３０の機能と同じである。第２プリチャージ回路２３０は、抵抗器Ｒ２の代わりにリアクトル（コイル）を備えてもよい。
【００１９】
制御部４００は、燃料電池システム１０の構成部品の制御を行う。例えば、制御部４００は、第１電圧センサ１２５を用いて第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨを取得し、第２電圧センサ２２５を用いて第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨを取得し、第２コンバータ２２０や第１プリチャージ回路１３０の動作を制御する。なお、制御部４００は、起動動作専用の専用品であってもよく、他の制御部（ＥＣＵ、図示せず）の機能の一部に含まれていても良い。制御部４００には、スタートスイッチ４１０が接続されている。スタートスイッチ４１０は、燃料電池システム１０を起動または停止するためのスイッチである。
【００２０】
図１は、スタートスイッチ４１０がオフの時の状態を示し、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３及びリレーＦＣＲＢ、ＦＣＲＧ、ＦＣＲＰ、ＳＭＲＢ、ＳＭＲＧ、ＳＭＲＰはオフ（開放、オープンまたは開）である。
【００２１】
スタートスイッチ４１０がオンに切り換えられると、制御部４００は、リレーＳＭＲＢをオンに切り換え、その後、リレーＳＭＲＰをオンに切り換える。リレーＳＭＲＢ、ＳＭＲＰの両側の電圧がほぼ等しくなると、制御部４００は、リレーＳＭＲＧをオンに切り換え、その後、リレーＳＭＲＰをオフに切り換える。次いで、制御部４００は、リレーＦＣＲＢをオンに切り換え、第２コンバータ２２０でリレーＦＣＲＢ側の電圧を上昇させる。リレーＦＣＲＢ側の電圧が、第１コンバータ１２０のリレーＦＣＲＢ側の電位とほぼ等しくなると、リレーＦＣＲＰをオンに切り換える。リレーＦＣＲＰがオンされるときには、リレーＦＣＲＰを挟んだ両側の電圧がほぼ等しいこと、及び、抵抗器Ｒ１により電流が制限されることから、リレーＦＣＲＰの接点にリレーＦＣＲＰの接点を溶着させるような大電流が流れない。その後、一定時間経過後、リレーＦＣＲＧをオンに切り換え、その後、リレーＦＣＲＰをオフに切り換える。リレーＦＣＲＧをオンに切り換える時には、リレーＦＣＲＰを挟んだ両側の電圧がより等しくなっており、リレーＦＣＲＧの接点にリレーＦＣＲＧの接点を溶着させるような大電流が流れない。なお、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３は、スタートスイッチ４１０がオンになった後の昇圧動作、あるいは、降圧動作のときに、そのオンとオフが制御される。
【００２２】
図２は、マイナス側のリレーの接点の溶着検査のフローチャートである。図３は、プラス側のリレーの接点の溶着検査のフローチャートである。図４は、リレーの接点の溶着検査における各リレーの開閉と平滑コンデンサの電位の遷移を示すタイミングチャートである。以下、フローチャートとタイミングチャートを併用して説明する。
【００２３】
燃料電池システム１０の運転中は、リレーＦＣＲＢ、ＦＣＲＧ、ＳＭＲＢ、ＳＭＲＧは、オンであり、リレーＦＣＲＰ、ＳＭＲＰはオフである。制御部４００は、燃料電池システム１０を搭載した車両の走行状態、燃料電池１００の発電状態、二次電池２００の蓄電状態等により、第１コンバータ１２０のスイッチング素子ＳＷ１や、第２コンバータ２２０のスイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ３を適宜制御している。
【００２４】
制御部４００は、ステップＳ１００で、スタートスイッチ４１０がオフにされたことを検知すると、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３の制御を一旦停止し、ステップＳ１１０に移行する。図４では、時刻ｔ０でスタートスイッチ４１０がオフにされたとしている。燃料電池１００には、燃料ガスと酸化剤ガスの供給は停止されるが、燃料電池１００の内部に残留する燃料ガスと酸化剤ガスにより、電圧を発生させることが可能である。
【００２５】
ステップＳ１１０では、制御部４００は、二次電池２００の電力を用い、第２コンバータ２２０（図２〜４では、「ＢＤＣ」と略す。）を昇圧駆動し、て、第２コンバータ２２０のリレーＦＣＲＢ側の電圧ＶＨを、スタートスイッチ４１０がオフにされた時の電圧ＶＨｉ、ＦＶＨｉの高い方の電圧よりも溶着検査時に必要な電圧ΔＶだけ高い電圧Ｖ１への昇圧を開始する。このときリレーＦＣＲＢ、ＦＣＲＧがオンのため、第１コンバータ１２０のリレーＦＣＲＢ側の電圧ＦＶＨも電圧Ｖ１まで昇圧される。電圧ΔＶだけ高い電圧Ｖ１へ昇圧する理由は、第１センサ１２５、第２センサ２２５に誤差があること、及び後述するステップＳ１４０での電圧低下制御での電圧指令値を設定できる電圧領域を予め設けておくためである。図４では、時刻ｔ１でこのステップＳ１１０が開始されている。第１コンバータ１２０のリレーＦＣＲＢ側の電圧ＦＶＨは第１平滑コンデンサＣ１の電圧に等しく、第２コンバータ２２０のリレーＦＣＲＢ側の電圧ＶＨは、第２平滑コンデンサＣ２の電圧に等しいため、以下、「第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨ」、「第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨ」と呼ぶ。
【００２６】
ステップＳ１２０では、制御部４００は、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨと第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨとが電圧Ｖ１とほぼ等しくなるまで昇圧されたかを判断する。制御部４００は、ステップＳ１２０で、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨと第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨとが電圧Ｖ１とほぼ等しくなったと判断したときは、ステップＳ１３０に移行する。図４では、時刻ｔ２で第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨと第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨとが電圧Ｖ１とほぼ等しくなり、ステップＳ１２０からステップＳ１３０に移行する条件が満たされている。
【００２７】
ステップＳ１３０では、制御部４００は、リレーＦＣＲＢとリレーＦＣＲＧのうちの検査対象であるリレーＦＣＲＧをオフにする。なお、リレーＦＣＲＰはオフである。図４では、時刻ｔ３でリレーＦＣＲＧがオフにされている。
【００２８】
ステップＳ１４０では、制御部４００は、第２コンバータ２２０のリレーＦＣＲＢ側の目標電圧である電圧指令値を下げる。この電圧指令値は、例えば、第１電圧Ｖ１から溶着検査時に必要な電圧ΔＶを引いた電圧Ｖ２である。この電圧Ｖ２は、二次電池２００の電圧よりも高いので、第２コンバータ２２０は、降圧動作を行うことができる。第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨは下がり、第２平滑コンデンサＣ２に充電されていた電力は、第２コンバータ２２０を介して二次電池２００供給され、回収される。
【００２９】
ステップＳ１５０では、制御部４００は、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨが、第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨの低下に追従して下がっているか否かを判断する。例えば、制御部４００は、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨから第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨを引いた電圧が、判定電圧Ｖｔｈ未満の場合には、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨが、第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨの低下に追従して下がっていると判断し、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨから第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨを引いた電圧が、判定電圧Ｖｔｈ以上の場合には、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨが、第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨの低下に追従していないと判断する。第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨが、第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨの低下に追従して下がっている場合には、ステップＳ１６０に移行し、追従していない場合には、ステップＳ１７０に移行する。図４では、時刻ｔ４でこのステップＳ１５０の判断が行われる。
【００３０】
ステップＳ１６０では、制御部４００は、リレーＦＣＲＧまたはリレーＦＣＲＰの少なくとも一方が溶着していると判断する。燃料電池システム１０の通常運転時からリレーＦＣＲＰはオフにされており、ステップＳ１３０でリレーＦＣＲＧがオフにされている。したがって、第１平滑コンデンサＣ１は、第２コンバータ２２０から切り離されていることになる。しかし、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨが、第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨの低下に追従して下がる場合には、リレーＦＣＲＰとリレーＦＣＲＧの少なくとも一方の接点が結果として切り離されていない、すなわち、リレーＦＣＲＧとリレーＦＣＲＰの少なくとも一方のリレーの接点が溶着により導通しており、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨが、第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨの低下に追従しているものと考えられる。
【００３１】
ステップＳ１７０では、制御部４００は、リレーＦＣＲＰとリレーＦＣＲＧの接点のいずれもが溶着していないと判断し、リレーＦＣＲＢの接点の溶着を検査する溶着判断処理２（図３）に移行する。
【００３２】
図２に示す処理では、リレーＦＣＲＧ（リレーＦＣＲＰ）の接点の溶着を検査したが、図３に示す処理では、リレーＦＣＲＢの接点の溶着を検査する。なお、リレーＦＣＲＰとリレーＦＣＲＧの少なくとも一方の接点の溶着が検知された場合には、図３に示す処理は行われなくてもよい。また、本実施形態では、先にリレーＦＣＲＧリレーの接点の溶着を検査したが、逆に、先にリレーＦＣＲＢのリレーの接点の溶着を検査してもよい。
【００３３】
ステップＳ２００では、制御部４００は、第２コンバータ２２０（図３、４では、「ＢＤＣ」と略す。）を昇圧駆動して、第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨを、電圧Ｖ１に昇圧する。なお、リレーＦＣＲＧ、ＦＣＲＰに溶着が生じていなければ、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨは、下がっていないので、ほぼ電圧Ｖ１のままである。図４では、時刻ｔ５でこのステップＳ２００が開始されている。
【００３４】
ステップＳ２１０では、制御部４００は、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨと第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨとが電圧Ｖ１とほぼ等しくなったかを判断する。第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨは、上述したように電圧Ｖ１とほぼ等しいので、制御部４００は、ステップＳ２１０では、第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨが電圧Ｖ１とほぼ等しくなったときには、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨと第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨとが電圧Ｖ１とほぼ等しくなったと判断でき、ステップＳ２３０に移行する。図４では、時刻ｔ６で第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨと第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨとが電圧Ｖ１とほぼ等しくなり、ステップＳ２１０でステップＳ２２０に移行する条件が満たされている。
【００３５】
ステップＳ２２０では、制御部４００は、リレーＦＣＲＰをオンする。このとき、リレーＦＣＲＰの両端の電圧はいずれもほぼ電圧Ｖ１で等しく抵抗器Ｒ１によりオン時の電流が抑制されるので、リレーＦＣＲＰの接点が溶着する可能性は低い。図４では、時刻ｔ６でステップＳ２２０が実行される。
【００３６】
ステップＳ２３０では、制御部４００は、検査対象であるリレーＦＣＲＢをオフにする。図４では、時刻ｔ７でリレーＦＣＲＢがオフにされている。なお、リレーＦＣＲＧは、図２のステップＳ１３０でオフにされている。
【００３７】
ステップＳ２４０では、制御部４００は、第２コンバータ２２０のリレーＦＣＲＢ側の電圧目標値である電圧指令値を下げる。これにより、第２コンバータ２２０は降圧動作をし、第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨは下がり、第２平滑コンデンサＣ２に充電されていた電力は、第２コンバータ２２０を介して二次電池２００供給され、回収される。
【００３８】
ステップＳ２５０では、制御部４００は、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨが、第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨの低下に追従して下がっているか否かを判断する。例えば、制御部４００は、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨから第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨを引いた電圧が、判定電圧Ｖｔｈ未満の場合には、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨが、第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨの低下に追従して下がっていると判断し、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨから第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨを引いた電圧が、判定電圧Ｖｔｈ以上の場合には、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨが、第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨの低下に追従していないと判断する。第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨが、第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨの低下に追従して下がっている場合には、ステップＳ２６０に移行し、追従していない場合には、ステップＳ２７０に移行する。図４では、時刻ｔ８でこのステップＳ１５０の判断が行われる。
【００３９】
ステップＳ２６０では、制御部４００は、リレーＦＣＲＢの接点が溶着していると判断する。この処理では、ステップＳ２３０リレーＦＣＲＢはオフにされている。したがって、第１平滑コンデンサＣ１は、第２コンバータ２２０から切り離されていることになる。しかし、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨが、第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨの低下に追従して下がる場合には、リレーＦＣＲＢが結果として切り離されていない、すなわち、リレーＦＣＲＢの接点が溶着により導通しており、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨが、第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨの低下に追従しているものと考えられる。
【００４０】
ステップＳ２７０では、制御部４００は、リレーＦＣＲＢの接点が溶着していないと判断する。なお、図２のステップＳ１７０の判断と合わせれば、制御部４００は、リレーＦＣＲＢ、ＦＣＴＧ、ＦＣＲＰのいずれの接点も溶着していないと判断する。
【００４１】
以上、本実施形態によれば、リレーＳＭＲＢ、ＳＭＲＧがオンであり、二次電池２００の電力を用いて第１平滑コンデンサＣ１、第２平滑コンデンサＣ２の電圧を、スタートスイッチ４１０がオフにされた時の電圧ＶＨｉ、ＦＶＨｉの高い方の電圧よりも溶着検査時に必要な電圧ΔＶだけ高い電圧Ｖ１に昇圧し、その後、検査対象のリレーをオフし、第２平滑コンデンサＣ２の電圧を下げる。このとき、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨが、第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨの低下に追従して下がっているかにより、検査対象のリレーの接点に溶着が生じているか否かを検査できる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、二次電池２００が切り離さなれていないので、第１平滑コンデンサＣ１の電力は、二次電池２００に回収され、駆動モータ３１０等により消費されないので、検査による電力の損失を抑制できる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、二次電池２００を切り離さないので、一方のリレーの溶着検査を行った後、再びＶＨを昇圧して他方のリレーの溶着検査を行うことができる。
【００４４】
図３、図４において、ステップＳ２４０、Ｓ２５０を行うときには、リレーＦＣＲＰがオン、ＦＣＲＧがオフであるが、制御部４００は、ステップＳ２３０の後、リレーＦＣＲＧをオンとし、リレーＦＣＲＰをオフとしてもよい。リレーＦＣＲＢの接点に溶着が有る場合、電流は、第１プリチャージ回路１３０（抵抗器Ｒ１）を流れずにリレーＦＣＲＧを流れるため、第１平滑コンデンサＣ１の電圧ＦＶＨが、第２平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨの低下により速く追従する。
【００４５】
本実施形態では、第１プリチャージ回路１３０、第２プリチャージ回路２３０は、それぞれ低電位側のリレーＦＣＲＧ、ＳＭＲＧと並列に設けられていたが、それぞれ高電位側のリレーＦＣＲＢ、ＳＭＲＢと並列に設けられる構成であってもよい。
【００４６】
本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１０…燃料電池システム
１００…燃料電池
１１０…高電圧配線
１１０ｂ…高電位側配線
１１０ｇ…低電位側配線
１２０…第１コンバータ（燃料電池昇圧コンバータ）
１２５…第１電圧センサ
１３０…第１プリチャージ回路
１５０…リレー回路
２００…二次電池
２１０…低電圧配線
２１０ｂ…高電位側配線
２１０ｇ…低電位側配線
２２０…第２コンバータ（バッテリコンバータ）
２２５…第２電圧センサ
２３０…第２プリチャージ回路
２５０…システムメインリレー回路
３００…インバータ
３１０…駆動モータ
３２０…高電圧補機（ＨＶ補機）
３３０…低電圧補機（ＬＶ補機）
４００…制御部
４１０…スタートスイッチ
Ｃ１…第１平滑コンデンサ
Ｃ２…第２平滑コンデンサ
Ｃ３…第３平滑コンデンサ
Ｄ１…ダイオード
Ｄ２…ダイオード
Ｄ３…ダイオード
ＦＣＲＢ…リレー
ＦＣＲＧ…リレー
ＦＣＲＰ…リレー
Ｌ１…リアクトル
Ｌ２…リアクトル
Ｒ１…抵抗器
Ｒ２…抵抗器
ＳＭＲＢ…リレー
ＳＭＲＧ…リレー
ＳＭＲＰ…リレー
ＳＷ１…スイッチング素子
ＳＷ２…スイッチング素子
ＳＷ３…スイッチング素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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