(57)【要約】【課題】インピーダンス測定時において、バッテリの劣化と燃費の悪化を抑制する。【解決手段】燃料電池システムは、燃料電池スタックと、燃料電池スタックに接続され、燃料電池スタックの電圧を昇圧して出力する第１コンバータと、バッテリと、バッテリと第１コンバータとの間に設けられ、双方向の電圧変換を実行できる第２コンバータと、第１コンバータと第２コンバータとの間に設けられたコンデンサと、第１コンバータと前記第２コンバータを制御する制御部と、を備え、制御部は、燃料電池スタックのインピーダンスを測定するときに、第１コンバータを用いて燃料電池スタックから出力させる電流にインピーダンス測定用交流電流を重畳させ、第２コンバータの前記バッテリと反対側の電圧の指令値を、インピーダンス測定用交流電流の位相よりも予め定められた遅延量だけ遅らせて変動させる。【選択図】図１
2019153403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システムであって、
燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックに接続され、前記燃料電池スタックの電圧を昇圧して出力する第１コンバータと、
バッテリと、
前記バッテリと前記第１コンバータとの間に設けられ、双方向の電圧変換を実行できる第２コンバータと、
前記第１コンバータと前記第２コンバータとの間に設けられたコンデンサと、
前記第１コンバータと前記第２コンバータとを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記燃料電池スタックのインピーダンスを測定するときに、
前記第１コンバータを用いて前記燃料電池スタックから出力させる電流にインピーダンス測定用交流電流を重畳させ、
前記第２コンバータの前記バッテリと反対側の電圧の指令値を、前記インピーダンス測定用交流電流の位相よりも予め定められた遅延量だけ遅らせて変動させる、
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】
燃料電池スタックは、湿度を適切に維持することが求められる。燃料電池スタックの湿度が適切か否かは、燃料電池スタックのインピーダンスを取得することで判断できる。ここで、燃料電池スタックのインピーダンスを取得する場合、例えば、燃料電池スタックとバッテリとの間に配置された双方向昇降圧回路を利用してバッテリを電源とした交流信号を燃料電池スタックの電圧に重畳し、燃料電池スタックの正負極間電圧と正極に流れる電流を測定する。測定した燃料電池スタックの電圧と電流とを用いて燃料電池スタックのインピーダンスを算出する。ここで、双方向昇降圧回路を利用してバッテリを電源とした交流信号を燃料電池スタックの電圧に重畳するとき、双方向昇降圧回路のバッテリ側にも交流信号と同じような電圧変動が生じ、バッテリを劣化させる可能性がある。特許文献１に記載の燃料電池システムでは、バッテリに補機を接続し、バッテリの電圧変動を相殺するように補機の動作を制御することで、双方向昇降圧回路のバッテリ側の電圧変動を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−８８２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の方法では、インピーダンス測定時に補機を動作させるため、燃費が悪化するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を踏まえて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、燃料電池システムが提供される。この燃料電池システムは、燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに接続され、前記燃料電池スタックの電圧を昇圧して出力する第１コンバータと、バッテリと、前記バッテリと前記第１コンバータとの間に設けられ、双方向の電圧変換を実行できる第２コンバータと、前記第１コンバータと前記第２コンバータとの間に設けられたコンデンサと、前記第１コンバータと前記第２コンバータを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記燃料電池スタックのインピーダンスを測定するときに、前記第１コンバータを用いて前記燃料電池スタックから出力させる電流にインピーダンス測定用交流電流を重畳させ、前記第２コンバータの前記バッテリと反対側の電圧の指令値を、前記インピーダンス測定用交流電流の位相よりも予め定められた遅延量だけ遅らせて変動させる。
【０００７】
この形態によれば、第２コンバータのバッテリと反対側の電圧の指令値を、インピーダンス測定用交流電流の位相よりも予め定められた遅延量だけ遅らせて変動させることで、インピーダンス測定用交流電流に起因して生じる電流のリップルを、コンデンサへの充電あるいは、コンデンサからの放電により、抑制できる。その結果、バッテリへ電流のリップルが伝わることが無く、バッテリを劣化させない。また、コンデンサへの充放電は原理的にはエネルギーを消費しないので、燃費の悪化を抑制できる。
【０００８】
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、燃料電池システムの他、燃料電池スタックのインピーダンス測定方法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】
【０００９】
【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】インピーダンス測定における制御部の概略構成を示す説明図である。
【図３】第１実施形態の効果を示す説明図である。
【図４】ＶＨ変動指令値の位相の遅延量を算出する構成の一例である。
【図５】第２実施形態における制御部の概略構成を示す説明図である。
【図６】ノッチフィルタの特性を示す説明図である。
【図７】第３実施形態における制御部の概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
・第１実施形態：
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。燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１００（図１では「ＦＣ」と略す。）と、第１コンバータ１２０（図１では「ＦＤＣ」と略す。）と、第２コンバータ２２０（図１では「ＢＤＣ」と略す。）と、バッテリ２００と、制御部３００と、を備える。燃料電池スタック１００と第１コンバータ１２０との間は、配線１１０ｐ、１１０ｎにより接続されている。第１コンバータ１２０と第２コンバータ２２０との間は、高電圧配線１３０ｐ、１３０ｎにより接続されている。第２コンバータ２２０とバッテリ２００の間は、低電圧配線２１０ｐ、２１０ｎにより接続されている。
【００１１】
燃料電池スタック１００は、電力を発生させる発電装置である。燃料電池スタック１００のプラス極とマイナス極には、それぞれ配線１１０ｐ、１１０ｎが接続されている。配線１１０ｐ、１１０ｎには、第１コンバータ１２０が接続されている。
【００１２】
第１コンバータ１２０は、「燃料電池昇圧コンバータ」とも呼び、燃料電池スタック１００の電圧を昇圧して高電圧配線１３０ｐ、１３０ｎに出力す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。
【００１３】
バッテリ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である。バッテリ２００のプラス極には、低電圧配線２１０ｐが接続され、マイナス極には、低電圧配線２２０ｎが接続されている。低電圧配線２１０ｐには、電流センサ２３０が配置され、バッテリ電流ＩＢを測定する。低電圧配線２１０ｐと２１０ｎの間には、電圧センサ２３５が配置されている。電圧センサ２３５は、低電圧配線２１０ｐと２１０ｎの間の電圧、すなわち、バッテリ２００のバッテリ電圧ＶＢを測定する。
【００１４】
第２コンバータ２２０は、「バッテリコンバータ」とも呼び、低電圧配線２１０ｐ、２１０ｎと、高電圧配線１３０ｐ、１３０ｎとの間に設けられている。第２コンバータ２２０は、低電圧配線２１０ｐ、２１０ｎの電圧を昇圧して高電圧配線１３０ｐ、１３０ｎに出力する機能と、高電圧配線１３０ｐ、１３０ｎの電圧を降圧して、低電圧配線２１０ｐ、２１０ｎに出力する機能と、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実行できる。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１コンバータ１２０の第１平滑コンデンサＣ１と、第２コンバータ２２０の第２平滑コンデンサＣ２が、請求項における、第１コンバータと第２コンバータとの間に設けられたコンデンサに対応する。
【００１５】
高電圧配線１３０ｐには、電流センサ１４０が配置され、第１コンバータ１２０の出力電流ＩＨを測定する。高電圧配線１３０ｐと１３０ｎの間には、電圧センサ１４５が配置され、高電圧配線１３０ｐと１３０ｎの間の電圧ＶＨを測定する。電圧ＶＨは、第２コンバータ２２０のバッテリ２００と反対側の出力電圧と等しい。また、高電圧配線１３０ｐ、１３０ｎには、インバータ４００（図１では「ＩＮＶ」と略す。）を介して駆動モータ４１０（図１では「ＭＧ」と略す。）が接続され、インバータ４２０（図１では「ＩＮＶ」と略す。）を介してエアコンプレッサ４３０（図１では「ＡＣＰ」と略す。）が接続されている。燃料電池システム１０を搭載した車両は、燃料電池スタック１００が発電した電力やバッテリ２００の電力をインバータ４００により３相交流に変換し、駆動モータ４１０を駆動して走行する。エアコンプレッサ４３０は、燃料電池スタック１００に酸化剤ガスとしての空気を供給する。
【００１６】
制御部３００は、電流センサ１４０、２３０及び電圧センサ１４５、２３５の測定結果及び移動体の速度、運転手による移動体へのアクセルペダル入力に基づいて、第１コンバータ１２０と、第２コンバータ２２０と、インバータ４００、４２０を制御する。
【００１７】
図２は、インピーダンス測定における制御部３００の概略構成を示す説明図である。制御部３００は、ＦＣ−ＥＣＵ３１０と、ＨＶ−ＥＣＵ３２０と、加算器３３０、減算器３４０と、フィードバック制御部３５０（図２では「ＦＢ制御部」と略す。）と、を備える。
【００１８】
ＦＣ−ＥＣＵ３１０は、ＨＶ−ＥＣＵ３２０からの出力要求に基づいて、燃料電池スタック１００への燃料ガス供給量、酸化剤ガスの供給量、及び燃料電池スタック１００の温度を制御する。これらの具体的な制御については、説明を省略する。ＦＣ−ＥＣＵ３１０は、燃料電池スタック１００のインピーダンスを測定するときに、第１コンバータの出力電流ＩＨに重畳させるインピーダンス測定用交流電流ＩＡと、その周波数ωをＨＶ−ＥＣＵ３２０に送る。
【００１９】
ＨＶ−ＥＣＵ３２０は、アクセルペダルセンサ４４０から得られたアクセル開度と、車速センサ４５０から得られた車速とを用いて、高電圧配線１３０ｐ、１３０ｎの電圧の目標値ＶＨｔａｒを算出する。インピーダンス測定時には、ＨＶ−ＥＣＵ３２０は、ＦＣ−ＥＣＵ３１０から取得したインピーダンス測定用交流電流ＩＡと、その周波数ωと、を用いて、第１コンバータ１２０の制御信号を生成し、第１コンバータ１２０を制御する。さらに、ＨＶ−ＥＣＵ３２０は、インピーダンス測定用交流電流ＩＡと、その周波数ωと、電流センサ２３０から得られたバッテリ電流ＩＢとを用いて、高電圧配線１３０ｐ、１３０ｎの電圧の目標値ＶＨｔａｒに加算するＶＨ変動指令値ΔＶＨを算出する。ＶＨ変動指令値ΔＶＨは、インピーダンス測定用交流電流ＩＡの位相に対して、位相を遅延量φだけ遅らせた信号である。ＶＨ変動指令値ΔＶＨや位相の遅延量φの求め方については、後述する。なお、高電圧配線１３０ｐ、１３０ｎの電圧の目標値ＶＨｔａｒについては、ＨＶ−ＥＣＵ３２０の上位のＥＣＵ（図示せず）が算出しても良い。
【００２０】
ＨＶ−ＥＣＵ３２０は、インピーダンス測定用交流電流ＩＡの波形をＩＡｓｉｎωｔとしたとき、ＶＨ変動指令値ΔＶＨを、以下のように決定する。
ΔＶＨ＝ＶＡ×ｓｉｎ（ωｔ−φ）  …（１）
式（１）のＶＡは、第１平滑コンデンサＣ１と、第２平滑コンデンサＣ２の容量の和をＣとしたときに、以下の式（２）により算出される値である。
ＶＡ＝ＩＡ／Ｃ  …（２）
また、φは、インピーダンス測定用交流電流ＩＡの位相に対するＶＨ変動指令値ΔＶＨの位相の遅延量であり、典型的には、π／２である。すなわち、第１実施形態では、インピーダンス測定用交流電流ＩＡに位相に対して、ＶＨ変動指令値ΔＶＨの位相をπ／２だけ遅らせている。これは、コンデンサへの充放電回路では、電圧の位相が電流の位相に比べてπ／２だけ遅れることを考慮して決められた値である。
【００２１】
加算器３３０は、電圧の目標値ＶＨｔａｒと、ＶＨ変動指令値ΔＶＨとを加算して、電圧の目標値ＶＨｔａｒ２を算出する。減算器３４０は、電圧の目標値ＶＨｔａｒ２から、電圧センサ１４５で測定された高電圧配線１３０ｐ、１３０ｎの電圧ＶＨを引いて、フィードバック制御部３５０に送る。フィードバック制御部３５０は、（ＶＨｔａｒ２−ＶＨ）を用いてフィードバック制御し、第２コンバータ２２０のバッテリ２００と反対側の電圧指令値ＶＨｃｏｍを算出し、第２コンバータ２２０に送る。フィードバック制御部３５０は、フィードバック制御として、ＰＩＤ制御や、ＰＩ制御を実行可能である。第２コンバータ２２０は、電圧指令値ＶＨｃｏｍに基づいて、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を動作する。
【００２２】
図３は、第１実施形態の効果を示す説明図である。図３では、インピーダンス測定用交流電流ＩＡに位相に対して、第２コンバータ２２０のバッテリ２００と反対側の出力電圧ＶＨの位相を遅延させない比較例と、π／２だけ遅延させた第１実施形態について、第２コンバータ２２０のバッテリ２００と反対側の出力電圧ＶＨと、第１コンバータ１２０の出力電流ＩＨと、バッテリ電圧ＶＢと、バッテリ電流ＩＢを比較して図示している。図３から分かるように、第１実施形態の第１コンバータ１２０の出力電流ＩＨは、比較例の第１コンバータ１２０の出力電流ＩＨと等しく、第１実施形態のバッテリ電圧ＶＢは、比較例のバッテリ電圧ＶＢと等しい。第２コンバータ２２０のバッテリ２００と反対側の出力電圧ＶＨの波は、比較例では、ほぼ平坦であるが、第１実施形態では、出力電圧ＶＨの波の位相が第１コンバータ１２０の出力電流ＩＨの波の位相よりもπ／２だけ遅れている。バッテリ電流ＩＢは、比較例では、リップル成分を有しているが、第１実施形態では、平坦であり、リップル成分を有していない。
【００２３】
以上、第１実施形態によれば、ＨＶ−ＥＣＵ３２０は、燃料電池スタック１００のインピーダンスを測定するときに、第１コンバータの出力電流ＩＨにインピーダンス測定用交流電流ＩＡを重畳させる。そして、第１コンバータの出力電流ＩＨと、高電圧配線１３０ｐ、１３０ｎの電圧ＶＨとを用いて、インピーダンスを算出する。このとき、ＨＶ−ＥＣＵ３２０が、インピーダンス測定用交流電流ＩＡの位相に対して、位相を遅延量φだけ遅延させて、電圧の指令値ＶＨｃｏｍを変動させる。その結果、インピーダンス測定用交流電流ＩＡの変動に起因して生じる第１コンバータの出力電流ＩＨのリップルを、第１平滑コンデンサＣ１と第２平滑コンデンサＣ２に充電し、あるいは、第１平滑コンデンサＣ１と第２平滑コンデンサＣ２から放電させることで抑制できる。したがって、バッテリ２００へ電流のリップルが伝わることが無く、バッテリ２００を劣化させないようにできる。また、リップル成分の抑制は、第１平滑コンデンサＣ１及び第２平滑コンデンサＣ２への充放電によりなされる。一般に、コンデンサへの充放電は原理的にはエネルギーを消費しないので、燃費の悪化を抑制できる。
【００２４】
第１実施形態において、インピーダンス測定用交流電流ＩＡの位相に対して、遅延させるＶＨ変動指令値ΔＶＨの位相の遅延量φの値は、π／２であってもよい。コンデンサへの充放電回路では、電圧の位相が電流の位相に比べてπ／２だけ遅れるからである。
【００２５】
・変形例：
上記第１実施形態では、インピーダンス測定用交流電流ＩＡの位相に対するＶＨ変動指令値ΔＶＨの位相の遅延量φをπ／２とした。しかし、配線等には、インピーダンス成分があるため、その影響により、インピーダンス測定用交流電流ＩＡの位相に対するＶＨ変動指令値ΔＶＨの位相の遅延量φがπ／２以外の値のときに、バッテリ電流ＩＢの変動が最小となる可能性がある。変形例では、かかる場合の位相の遅延量φの求め方について説明する。位相の遅延量φの求め方以外については、第１実施形態と同じである。
【００２６】
図４は、ＶＨ変動指令値ΔＶＨの位相の遅延量φを算出する構成の一例である。ＨＶ−ＥＣＵ３２０は、ＶＨ変動指令値ΔＶＨの位相の遅延量φを算出する構成として、バンドパスフィルタ３２１と、Δφ生成部３２２と、φ更新部３２３と、を備える。バンドパスフィルタ３２１は、予め定められたタイミングで、インピーダンス測定用交流電流ＩＡの周波数ωにおけるバッテリ電流ＩＢの電流振幅成分ΔＩＢωを抽出する。
【００２７】
Δφ生成部３２２は、以下の式（３）を用いて、遅延量φの変化量Δφ［ｉ］を生成する。
Δφ［ｉ］＝−κ｛１／（∂ΔＩＢω／∂φ）｝×ΔＩＢω［ｉ］  …（３）
ここで、係数κは、１より小さい正の数であり、０．５以下の正の数であることが好ましい。係数κが０．５以下の正の数であることが好ましいのは、以下の理由による。電流振幅成分ΔＩＢωの値が極小値となるＶＨ変動指令値ΔＶＨの位相の遅延量をφｊｓｔとする。ＶＨ変動指令値ΔＶＨの位相の遅延量φがφｊｓｔより小さい値から大きくなっていくと、電流振幅成分ΔＩＢωは徐々に減少し、φｊｓｔで電流振幅成分ΔＩＢωの値が極小値となる。その後、ＶＨ変動指令値ΔＶＨの位相の遅延量φがさらに大きくなると、電流振幅成分ΔＩＢωが徐々に増大する。すなわち、位相の遅延量φがφｊｓｔのときに電流振幅成分ΔＩＢωの値が極小値となり、位相の遅延量φがφｊｓｔから増加しても、減少しても、電流振幅成分ΔＩＢωが増大する。ここで、φｊｓｔを挟んだ２つの位相の遅延量、例えばφ１、φ２における電流振幅成分ΔＩＢωの差が、φｊｓｔを挟んでいない２つの位相の遅延量、例えばφ２、φ３における電流振幅成分ΔＩＢωの差よりも小さい場合があり、その場合には、１／（∂ΔＩＢω／∂φ）が却って大きくなってしまい、Δφ［ｉ］も大きくなってＶＨ変動指令値ΔＶＨの位相の遅延量φが収束し難い場合が有り得るからである。なお、式（３）のマイナスの符号は、バッテリ電流ＩＢの電流振幅成分ΔＩＢωの目標を０とすると、目標値との差が（０−ΔＩＢω［ｉ］）であることから、これを（−ΔＩＢω［ｉ］）と省略したときの符号である。
【００２８】
式（３）において、∂ΔＩＢ／∂φは、ＶＨ変動指令値ΔＶＨの位相の遅延量φを与えたときのバッテリ電流ＩＢの電流振幅成分ΔＩＢωの測定値から以下の式（４）で求めることができる。
∂ΔＩＢ／∂φ＝（ΔＩＢω［ｉ］−ΔＩＢω［ｉ−１］）／（φ［ｉ］−φ［ｉ−１］）  …（４）
式（４）において、ｉは更新のステップであり、バンドパスフィルタ３２１がインピーダンス測定用交流電流ＩＡの周波数ωにおける電流振幅成分ΔＩＢωを抽出する毎に１ずつ増加する。なお、電流振幅成分ΔＩＢω［１］と、ΔＩＢω［２］については、それぞれＶＨ変動指令値ΔＶＨの位相の遅延量をφ［１］、φ［２］としたときの電流振幅成分ΔＩＢωである。ここで、ＶＨ変動指令値ΔＶＨの位相の遅延量φ［１］、φ［２］の値は、π／２の近傍の異なる値である。この理由は、電流振幅成分ΔＩＢωが極小値をとるのは、遅延量φがπ／２の近傍であるため、π／２の近傍の値から始めれば、収束までのステップ数を少なくできるからである。例えば、φ［１］の値として、５１π／１００を用い、φ［２］の値として、π／２を用いることができる。なお、φ［１］ではなくてφ［２］をπ／２としたのは、φ［２］の方がφ［１］よりも遅延量φの収束値の理想値π／２により近いため、収束までのステップ数をより少なくできると考えられるからである。但し、φ［１］の値として、π／２を用い、φ［２］の値として、５１π／１００を用いてもよい。
【００２９】
φ更新部３２３は、以下の式（５）を用いて、遅延量φの値を更新する。
φ［ｉ＋１］＝φ［ｉ］＋Δφ［ｉ］  …（５）
φ［ｉ］は、今回の電流振幅成分ΔＩＢωを測定したときのＶＨ変動指令値ΔＶＨの位相の遅延量φの値であり、Δφ［ｉ］は、Δφ生成部３２２が上述した式（３）を用いて求めた値である。
【００３０】
なお、ΔＩＢω［ｉ］−ΔＩＢω［ｉ−１］が０の場合には、Δφ生成部３２２はその旨をφ更新部３２３に伝える。この場合、φ更新部３２３は、以下の式（６）を用いて、ＶＨ変動指令値ΔＶＨの位相の遅延量φの値を更新する。
φ［ｉ＋１］＝（φ［ｉ］＋φ［ｉ−１］）／２…（６）
φ［ｉ］とφ［ｉ−１］は、電流振幅成分ΔＩＢωが極小値をとるときの位相の遅延量φｊｓｔを挟む値であり、φ［ｉ］とφ［ｉ−１］との間に、電流振幅成分ΔＩＢの極小値に対応する遅延量φｊｓｔがあるからである。
【００３１】
以上、本変形例によれば、バッテリ電流ＩＢの電流振幅成分ΔＩＢ（ω）がより小さくなる様にＶＨ変動指令値ΔＶＨの位相の遅延量φを制御できる。その結果、バッテリ２００の劣化を抑制できる。
【００３２】
上述した式（３）では、ΔＩＢωを掛けているが、予め定められた定数を掛けても良い。
【００３３】
図５は、第２実施形態における制御部の概略構成を示す説明図である。第１実施形態では、電圧の目標値ＶＨｔａｒと、ＶＨ変動指令値ΔＶＨとを加算して、電圧の目標値ＶＨｔａｒ２を算出し、電圧の目標値ＶＨｔａｒ２から、電圧センサ１４５で測定された高電圧配線１３０ｐ、１３０ｎの電圧ＶＨを引いて、フィードバック制御部３５０に送っている。これに対し、第２実施形態では、ＶＨ変動指令値ΔＶＨを算出せず、フィードバック制御部３５０の前段にノッチフィルタを挿入し、電圧の目標値ＶＨｔａｒからインピーダンス測定用交流電流ＩＡの測定のために重畳する周波数成分を除去する。
【００３４】
図６は、ノッチフィルタ３４５の特性を示す説明図である。ノッチフィルタ３４５は、周波数ω近傍の信号成分を減衰し、他の周波数領域の信号成分を減衰しない。
【００３５】
以上、第２実施形態によれば、第２コンバータ２２０は、周波数ωを含む周波数でスイッチングしないので、インピーダンス測定用交流電流ＩＡの測定のために重畳する周波数ωの影響がバッテリ２００のバッテリ電流ＩＢに影響を与えない。その結果、バッテリ電流ＩＢがリップル成分を含まないようにできる。その結果、バッテリ２００の劣化を抑制できる。
【００３６】
第２実施形態では、ノッチフィルタ３４５をフィードバック制御部３５０の前段に設けたが、フィードバック制御部３５０の後段に設けても良い。電圧の目標値ＶＨｔａｒからインピーダンス測定用交流電流ＩＡの測定のために重畳する周波数成分を除去できることは、同じだからである。
【００３７】
図７は、第３実施形態における制御部の概略構成を示す説明図である。第３実施形態は、第１実施形態と第２実施形態の構成とを合わせた構成である。図７に示す例では、フィードバック制御部３５０の後段にノッチフィルタ３４５を設け、電圧の目標値ＶＨｔａｒからインピーダンス測定用交流電流ＩＡの測定のために重畳する周波数成分を除去し、その後、インピーダンス測定用交流電流ＩＡの位相に対してπ／２だけ遅らせたＶＨ変動指令値ΔＶＨを加えている。
【００３８】
以上、第３実施形態によれば、電圧の目標値ＶＨｔａｒからインピーダンス測定用交流電流ＩＡの測定のために重畳する周波数成分を除去するとともに、ＶＨ変動指令値ΔＶＨをπ／２遅らせるので、バッテリ電流ＩＢが周波数ωのリップル成分を含まないようにできる。その結果、バッテリ２００の劣化を抑制できる。
【００３９】
図７に示す第３実施形態において、ノッチフィルタ３４５をフィードバック制御部３５０の後段に設けているが、ノッチフィルタ３４５をフィードバック制御部３５０の前段に設けてもよい。
【００４０】
図７に示す第３実施形態において、電圧の目標値ＶＨｔａｒからノッチフィルタ３４５でインピーダンス測定用交流電流ＩＡの測定のために重畳する周波数成分を除去した後でインピーダンス測定用交流電流ＩＡの位相に対してπ／２だけ遅らせたＶＨ変動指令値ΔＶＨを加えているが、電圧の目標値ＶＨｔａｒをＶＨ変動指令値ΔＶＨだけ遅延させてからノッチフィルタ３４５でインピーダンス測定用交流電流ＩＡの測定のために重畳する周波数成分を除去してもよい。
【００４１】
本発明は、上述の実施形態や他の実施形態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、他の実施形態中の技術的特徴は、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】
【００４２】
１０…燃料電池システム
１００…燃料電池スタック
１１０ｐ、１１０ｎ…配線
１２０…第１コンバータ
１３０ｐ、１３０ｎ…高電圧配線
１４０…電流センサ
１４５…電圧センサ
２００…バッテリ
２１０ｐ、２２０ｎ…低電圧配線
２２０…第２コンバータ
２３０…電流センサ
２３５…電圧センサ
３００…制御部
３１０…ＦＣ−ＥＣＵ
３２０…ＨＶ−ＥＣＵ
３２１…バンドパスフィルタ
３２２…Δφ生成部
３２３…φ更新部
３３０…加算器
３４０…減算器
３４５…ノッチフィルタ
３５０…フィードバック制御部
４００…インバータ
４１０…駆動モータ
４２０…インバータ
４３０…エアコンプレッサ
４４０…アクセルペダルセンサ
４５０…車速センサ
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
Ｌ１…リアクトル
Ｌ２…リアクトル
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
ＶＨ…（高電圧配線１３０ｐと１３０ｎの間の）電圧（第２コンバータ２２０のバッテリ２００と反対側の出力電圧）
ＶＨｃｏｍ…電圧指令値
ＶＨｔａｒ…目標値
ＶＨｔａｒ２…目標値
ΔＶＨ…ＶＨ変動指令値
ＩＨ…出力電流
ＩＡ…インピーダンス測定用交流電流
ω…インピーダンス測定用交流電流の周波数
ＩＢ…バッテリ電流
ΔＩＢω…バッテリ電流の電流振幅成分
ＶＢ…バッテリ電圧
φ…遅延量
Δφ…遅延量φの変化量
【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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