(57)【要約】      （修正有）【課題】負荷の要求電力の大きさに関係なく、常に主電源部が所望のレベルで動作するように制御する主電源部と補助電源部とを結合することの可能なハイブリッド電力供給装置を提供する。【解決手段】ハイブリッド電力供給装置は、主電源部２１０と、補助電源部２３０と、主電源部２１０の動作パラメータにより、フィードフォワード駆動モードおよびフィードバック駆動モードのうちいずれか一つによって動作し、主電源部２１０の出力電圧を第１所定の直流電圧に調整して出力する第１電圧調整部２２０とを備えて構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主電源部と、
補助電源部と、
前記主電源部の少なくとも１つの動作パラメータに基づいて、フィードフォワード駆動モードおよびフィードバック駆動モードのうちいずれか一つによって動作し、前記主電源部の出力電圧を第１の所定の直流電圧に調整して出力する第１電圧調整部と、
を備えることを特徴とする、ハイブリッド電力供給装置。
【請求項２】
前記第１電圧調整部と並列に連結され、前記フィードバック駆動モードにより制御される、前記補助電源部の出力電圧を第２の所定の直流電圧に調整して出力する第２電圧調整部と、
前記主電源部が所望のレベルで動作されるように、前記主電源部の動作パラメータに対応して前記第１電圧調整部および前記第２電圧調整部の動作を制御する制御部と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド電力供給装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記第１電圧調整部がフィードフォワード駆動モードで動作する場合、前記第２電圧調整部を動作させ、
前記第１電圧調整部がフィードバック駆動モードで動作する場合、前記第２電圧調整部を動作させないことを特徴とする、請求項２に記載のハイブリッド電力供給装置。
【請求項４】
前記動作パラメータは、前記主電源部の温度、前記主電源部の出力電流、および出力電圧のうちいずれか一つであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッド電圧供給装置。
【請求項５】
前記第１電圧調整部は、
前記駆動モードに基づいて、前記主電源部の出力電圧を前記第１所定の直流電圧に調整するＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記主電源部の動作パラメータに基づいて、フィードフォワード駆動モードおよびフィードバック駆動モードのうちいずれか１つの駆動モードを決定する駆動モード決定部と、
を備えることを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド電力供給装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記主電源部の温度が第１基準値以上である場合、前記第２電圧調整部を動作させつつ、前記第１電圧調整部を前記フィードフォワード駆動モードで動作させ、
前記主電源部の温度が前記第１基準値より小さい場合、前記第２電圧調整部を動作させずに、前記第１電圧調整部を前記フィードバック駆動モードで動作させることを特徴とする、請求項２に記載のハイブリッド電圧供給装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記主電源部の出力電流が第２基準値以上である場合、前記第２電圧調整部を動作させつつ、前記第１電圧調整部を前記フィードフォワード駆動モードで動作させ、
前記主電源部の出力電流が前記第２基準値より小さい場合、前記第２電圧調整部を動作させずに、前記第１電圧調整部を前記フィードバック駆動モードで動作させることを特徴とする、請求項２に記載のハイブリッド電圧供給装置。
【請求項８】
前記制御部は、
前記主電源部の出力電圧が第３基準値以下である場合、前記第２電圧調整部を動作させつつ、前記第１電圧調整部を前記フィードフォワード駆動モードで動作させ、
前記主電源部の出力電圧が前記第３基準値より大きい場合、前記第２電圧調整部を動作させずに、前記第１電圧調整部を前記フィードバック駆動モードで動作させることを特徴とする、請求項２に記載のハイブリッド電圧供給装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記主電源部の温度、前記主電源部の出力電流、および出力電圧のうちから少なくとも二つを動作パラメータとして決定し、前記各動作パラメータの優先順位に基づいて前記第１電圧調整部と前記第２電圧調整部との動作を制御することを特徴とする、請求項２に記載のハイブリッド電圧供給装置。
【請求項１０】
前記第１の所定の直流電圧は、前記第２の所定の直流電圧より大きいことを特徴とする、請求項２に記載のハイブリッド電圧供給装置。
【請求項１１】
前記主電源部が所望のレベルで動作しつつ前記第１電圧調整部の出力端に接続された前記補助電源部を充電できるように前記補助電源部の充電過程を制御し、前記主電源部の動作パラメータに基づいて前記第１電圧調整部の駆動モードを制御する制御部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド電力供給装置。
【請求項１２】
前記制御部の制御下において、前記補助電源部が不完全充電である場合に前記第１電圧調整部と前記補助電源部とを接続させ、前記補助電源部が完全充電されて負荷が接続されていない場合に前記第１電圧調整部と前記補助電源部との接続を遮断するスイッチング部をさらに具備することを特徴とする、請求項１１に記載のハイブリッド電力供給装置。
【請求項１３】
前記第１電圧調整部は、
前記駆動モードに基づいて前記主電源部の出力電圧を前記第１の所定の直流電圧に調整するＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記主電源部の動作パラメータに基づいてフィードフォワード駆動モードおよびフィードバック駆動モードのうちいずれか１つの駆動モードを決定する駆動モード決定部と、
を備えることを特徴とする、請求項１１に記載のハイブリッド電力供給装置。
【請求項１４】
前記第１電圧調整部は、
前記主電源部の温度が第１基準値以上である場合、前記フィードフォワード駆動モードで動作し、
前記主電源部の温度が前記第１基準値より小さい場合、前記フィードバック駆動モードで動作することを特徴とする、請求項１１に記載のハイブリッド電力供給装置。
【請求項１５】
前記第１電圧調整部は、
前記主電源部の出力電流が第２基準値以上である場合、前記フィードフォワード駆動モードで動作し、
前記主電源部の出力電流が前記第２基準値より小さい場合、前記フィードバック駆動モードで動作することを特徴とする、請求項１１に記載のハイブリッド電力供給装置。
【請求項１６】
前記第１電圧調整部は、
前記主電源部の出力電圧が第３基準値以下である場合、前記フィードフォワード駆動モードで動作し、
前記主電源部の出力電圧が前記第３基準値より大きい場合、前記フィードバック駆動モードで動作することを特徴とする、請求項１１に記載のハイブリッド電力供給装置。
【請求項１７】
前記第１電圧調整部は、前記主電源部の温度、前記主電源部の出力電流、および出力電圧のうちから少なくとも二つを動作パラメータとして決定し、前記各動作パラメータの優先順位に基づいて前記第１電圧調整部の駆動モードを制御することを特徴とする、請求項１１に記載のハイブリッド電力供給装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のうちいずれか１つに記載のハイブリッド電力供給装置を電源として使用することを特徴とする、電子機器。
【請求項１９】
主電源部と、補助電源部と、フィードフォワード駆動モードおよびフィードバック駆動モードのうちいずれか一つによって動作し、前記主電源部の出力電圧を第１の所定の直流電圧に調整して出力する第１電圧調整部とを備えるハイブリッド電源供給装置の制御方法であって、
前記主電源部の少なくとも１つの動作パラメータを所定の基準値と比較し、前記主電源部の動作条件を判断する判断段階と、
前記判断結果に基づいて、前記主電源部が所望のレベルで動作するように、前記第１電圧調整部の駆動モードを決定する決定段階と、
を含むことを特徴とする、ハイブリッド電力供給装置の制御方法。
【請求項２０】
前記第１電圧調整部の駆動モードに基づいて、前記補助電源部の出力電圧を第２の所定の直流電圧に調整して出力する第２電圧調整部の動作を制御する制御段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１９に記載のハイブリッド電力供給装置の制御方法。
【請求項２１】
前記判断段階は
前記主電源部の温度を測定する段階と、
前記測定された温度を第１基準値と比較する段階とを含み、
前記決定段階は、
前記測定された温度が前記第１基準値以上である場合、前記第１電圧調整部をフィードフォワード駆動モードで動作させつつ、前記第２電圧調整部を動作させる段階と、
前記測定された温度が前記第１基準値より小さい場合、前記第１電圧調整部をフィードバック駆動モードで動作させる段階と、
を含むことを特徴とする、請求項２０に記載のハイブリッド電力供給装置の制御方法。
【請求項２２】
前記判断段階は、
前記主電源部の出力電流を測定する段階と、
前記測定された出力電流を第２基準値と比較する段階とを含み、
前記決定段階は、
前記測定された出力電流が前記第２基準値以上である場合、前記第１電圧調整部をフィードフォワード駆動モードで動作させつつ、前記第２電圧調整部を動作させる段階と、
前記測定された出力電流が前記第２基準値より小さい場合、前記第１電圧調整部をフィードバック駆動モードで動作させる段階と、
を含むことを特徴とする、請求項２１に記載のハイブリッド電力供給装置の制御方法。
【請求項２３】
前記判断段階は、
前記主電源部の出力電圧を測定する段階と、
前記測定された出力電圧を第３基準値と比較する段階とを含み、
前記制御段階は、
前記測定された出力電圧が前記第３基準値以下である場合、前記第１電圧調整部をフィードフォワード駆動モードで動作させつつ、前記第２電圧調整部を動作させる段階と、
前記測定された出力電圧が前記第３基準値より大きい場合、前記第１電圧調整部をフィードバック駆動モードで動作させる段階と、
を含むことを特徴とする、請求項２１に記載のハイブリッド電力供給装置の制御方法。
【請求項２４】
前記主電源部が所望のレベルで動作しつつ前記第１電圧調整部の出力端に接続された前記補助電源部を充電できるように前記補助電源部の充電過程を制御し、前記主電源部の動作パラメータに基づいて前記第１電圧調整部の駆動モードを制御する制御段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１９に記載のハイブリッド電力供給装置の制御方法。
【請求項２５】
前記判断段階は、
前記主電源部の温度を測定する段階と、
前記測定された温度を第１基準値と比較する段階とを含み、
前記制御段階は、
前記測定された温度が前記第１基準値以上である場合、前記第１電圧調整部をフィードフォワード駆動モードで動作させつつ、前記補助電源部を充電する段階と、
前記測定された温度が前記第１基準値より小さい場合、前記第１電圧調整部をフィードバック駆動モードで動作させる段階と、
を含むことを特徴とする、請求項２４に記載のハイブリッド電力供給装置の制御方法。
【請求項２６】
前記判断段階は、
前記主電源部の出力電流を測定する段階と、
前記測定された出力電流を第２基準値と比較する段階とを含み、
前記制御段階は、
前記測定された出力電流が前記第２基準値以上である場合、前記第１電圧調整部をフィードフォワード駆動モードで動作させつつ、前記補助電源部を充電する段階と、
前記測定された出力電流が前記第２基準値より小さい場合、前記第１電圧調整部をフィードバック駆動モードで動作させる段階と、
を含むことを特徴とする、請求項２４に記載のハイブリッド電力供給装置の制御方法。
【請求項２７】
前記判断段階は、
前記主電源部の出力電圧を測定する段階と、
前記測定された出力電圧を第３基準値と比較する段階とを含み、
前記制御段階は、
前記測定された出力電圧が前記第３基準値以下である場合、前記第１電圧調整部をフィードフォワード駆動モードで動作させつつ、前記補助電源部を充電する段階と、
前記測定された出力電圧が前記第３基準値より大きい場合、前記第１電圧調整部をフィードバック駆動モードで動作させる段階と、
を含むことを特徴とする、請求項２４に記載のハイブリッド電力供給装置の制御方法。
【請求項２８】
請求項１９〜２７のうちいずれか１つに記載のハイブリッド電源供給装置の制御方法を実行可能なプログラムを記載したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の電源に係り、特に主電源部として採用される燃料電池を所望のレベルで動作させることができる、主電源部と補助電源部とを結合したハイブリッド電力供給装置、その制御方法およびこれを電源として採用する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、メタノール、エタノール、天然ガスのような炭化水素系の物質内に含まれている水素と酸素とによる化学エネルギーを、直接に電気エネルギーに転換する電気化学装置である。燃料電池のエネルギー転換工程は、非常に効率的でありつつ環境親和的であるため、これまで数十年間注目されており、多種の燃料電池の開発が試みられた。
【０００３】
ところで燃料電池は、既存の化学電池に比べて、内部インピーダンスが非常に大きいために、出力電流が増加すれば出力電圧は低下する。また燃料電池は、その応答速度が遅いために、負荷で要求する電流が急激に変化する場合、適切に対応できないという問題がある。このような燃料電池の使用効率を上昇させるためには、燃料電池が最適の動作点、すなわち最大の出力電力を得ることができる動作点で動作するように制御する必要がある。燃料電池の特性上、最適の動作点で動作させるためには、燃料電池の出力電圧が最大の出力電力に相応する最低電圧以下とならないようにしなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
主電源として使われる燃料電池と補助電源として使われるバッテリとを並列に連結し、負荷に電力を供給するハイブリッド電力供給装置では、燃料電池とバッテリとの出力電圧レベルが同じであれば負荷を共有できる。ここで、燃料電池の出力電圧は、いくつの単位電池によって構成されるかによって変わり、負荷の状態によって要求電力が変化する。このため、速かに燃料電池の出力電圧とバッテリの出力電圧との間で均衡を合わせ難いという問題点がある。
【０００５】
一方、ハイブリッド電力供給装置において、補助電源として用いられるバッテリが充電可能である二次電池である場合、補助電源を充電させるためには、別途の充電回路を必要とする。このため、全体装置の複雑度が増大するだけではなく、具現コストがかかるという短所がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、負荷の要求電力の大きさに関係なく、常に主電源部が所望のレベルで動作するように制御する主電源部と補助電源部とを結合することの可能な、新規かつ改良されたハイブリッド電力供給装置、その制御方法およびかかるハイブリッド電力供給装置を電源として採用する電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、主電源部と、補助電源部と、前記主電源部の少なくとも１つの動作パラメータに基づいて、フィードフォワード駆動モードおよびフィードバック駆動モードのうちいずれか一つによって動作し、主電源部の出力電圧を第１の所定の直流電圧に調整して出力する第１電圧調整部と、を備えることを特徴とする、ハイブリッド電力供給装置が提供される。
【０００８】
ここで、本発明のハイブリッド電力供給装置は、第１電圧調整部と並列に連結され、フィードバック駆動モードにより制御される、補助電源部の出力電圧を第２の所定の直流電圧に調整して出力する第２電圧調整部と、主電源部が所望のレベルで動作されるように、主電源部の動作パラメータに対応して第１電圧調整部および第２電圧調整部の動作を制御する制御部と、をさらに備えることができる。
【０００９】
また、制御部は、第１電圧調整部がフィードフォワード駆動モードで動作する場合、第２電圧調整部を動作させ、第１電圧調整部がフィードバック駆動モードで動作する場合第２電圧調整部を動作させないようにすることもできる。なお、動作パラメータは、例えば主電源部の温度、主電源部の出力電流、および出力電圧のうちいずれか一つを用いることができる。
【００１０】
さらに、第１電圧調整部は、駆動モードに基づいて、主電源部の出力電圧を第１所定の直流電圧に調整するＤＣ−ＤＣコンバータと、主電源部の動作パラメータに基づいて、フィードフォワード駆動モードおよびフィードバック駆動モードのうちいずれか１つの駆動モードを決定する駆動モード決定部と、を備えることもできる。
【００１１】
また、制御部は、主電源部の温度が第１基準値以上である場合、第２電圧調整部を動作させつつ、第１電圧調整部をフィードフォワード駆動モードで動作させ、主電源部の温度が第１基準値より小さい場合、第２電圧調整部を動作させずに、第１電圧調整部をフィードバック駆動モードで動作させるようにしてもよい。
【００１２】
あるいは、制御部は、主電源部の出力電流が第２基準値以上である場合、第２電圧調整部を動作させつつ、第１電圧調整部をフィードフォワード駆動モードで動作させ、主電源部の出力電流が第２基準値より小さい場合、第２電圧調整部を動作させずに、第１電圧調整部をフィードバック駆動モードで動作させるようにしてもよい。
【００１３】
または、制御部は、主電源部の出力電圧が第３基準値以下である場合、第２電圧調整部を動作させつつ、第１電圧調整部をフィードフォワード駆動モードで動作させ、主電源部の出力電圧が第３基準値より大きい場合、第２電圧調整部を動作させずに、第１電圧調整部をフィードバック駆動モードで動作させることもできる。
【００１４】
あるいは、制御部は、主電源部の温度、主電源部の出力電流、および出力電圧のうちから少なくとも二つを動作パラメータとして決定し、各動作パラメータの優先順位に基づいて第１電圧調整部と第２電圧調整部との動作を制御することようにしてもよい。
【００１５】
なお、第１の所定の直流電圧は、第２の所定の直流電圧より大きく設定するのがよい。
【００１６】
また、本発明のハイブリッド電力供給装置は、主電源部が所望のレベルで動作しつつ第１電圧調整部の出力端に接続された補助電源部を充電できるように補助電源部の充電過程を制御し、主電源部の動作パラメータに基づいて第１電圧調整部の駆動モードを制御する制御部をさらに備えることもできる。
【００１７】
ここで、制御部の制御下において、補助電源部が不完全充電である場合に第１電圧調整部と補助電源部とを接続させ、補助電源部が完全充電されて負荷が接続されていない場合に第１電圧調整部と補助電源部との接続を遮断するスイッチング部をさらに具備することもできる。
【００１８】
また、第１電圧調整部は、駆動モードに基づいて主電源部の出力電圧を第１の所定の直流電圧に調整するＤＣ−ＤＣコンバータと、主電源部の動作パラメータに基づいてフィードフォワード駆動モードおよびフィードバック駆動モードのうちいずれか１つの駆動モードを決定する駆動モード決定部と、を備えるようにしてもよい。
【００１９】
さらに、第１電圧調整部は、主電源部の温度が第１基準値以上である場合、フィードフォワード駆動モードで動作し、主電源部の温度が第１基準値より小さい場合、フィードバック駆動モードで動作することもできる。
【００２０】
または、第１電圧調整部は、主電源部の出力電流が第２基準値以上である場合、フィードフォワード駆動モードで動作し、主電源部の出力電流が第２基準値より小さい場合、フィードバック駆動モードで動作するようにしてもよい。
【００２１】
あるいは、第１電圧調整部は、主電源部の出力電圧が第３基準値以下である場合、フィードフォワード駆動モードで動作し、主電源部の出力電圧が第３基準値より大きい場合、フィードバック駆動モードで動作するようにしてもよい。
【００２２】
または、第１電圧調整部は、主電源部の温度、主電源部の出力電流、および出力電圧のうちから少なくとも二つを動作パラメータとして決定し、各動作パラメータの優先順位に基づいて第１電圧調整部の駆動モードを制御することもできる。
【００２３】
このようなハイブリッド電力供給装置を電源として、電子機器に適用することもできる。
【００２４】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、主電源部と、補助電源部と、フィードフォワード駆動モードおよびフィードバック駆動モードのうちいずれか一つによって動作し、主電源部の出力電圧を第１の所定の直流電圧に調整して出力する第１電圧調整部とを備えるハイブリッド電源供給装置の制御方法が提供される。かかる制御方法は、主電源部の少なくとも１つの動作パラメータを所定の基準値と比較し、主電源部の動作条件を判断する判断段階と、判断結果に基づいて、主電源部が所望のレベルで動作するように、第１電圧調整部の駆動モードを決定する決定段階と、を含むことを特徴とする。
【００２５】
ここで、第１電圧調整部の駆動モードに基づいて、補助電源部の出力電圧を第２の所定の直流電圧に調整して出力する第２電圧調整部の動作を制御する段階をさらに含むこともできる。
【００２６】
また、判断段階は主電源部の温度を測定する段階と、測定された温度を第１基準値と比較する段階とを含み、決定段階は、測定された温度が第１基準値以上である場合、第１電圧調整部をフィードフォワード駆動モードで動作させつつ、第２電圧調整部を動作させる段階と、測定された温度が第１基準値より小さい場合、第１電圧調整部をフィードバック駆動モードで動作させる段階とを含むこともできる。
【００２７】
あるいは、判断段階は、主電源部の出力電流を測定する段階と、測定された出力電流を第２基準値と比較する段階とを含み、決定段階は、測定された出力電流が第２基準値以上である場合、第１電圧調整部をフィードフォワード駆動モードで動作させつつ、第２電圧調整部を動作させる段階と、測定された出力電流が第２基準値より小さい場合、第１電圧調整部をフィードバック駆動モードで動作させる段階とを含むようにしてもよい。
【００２８】
または、判断段階は、主電源部の出力電圧を測定する段階と、測定された出力電圧を第３基準値と比較する段階とを含み、制御段階は、測定された出力電圧が第３基準値以下である場合、第１電圧調整部をフィードフォワード駆動モードで動作させつつ、第２電圧調整部を動作させる段階と、測定された出力電圧が第３基準値より大きい場合、第１電圧調整部をフィードバック駆動モードで動作させる段階とを含むこともできる。
【００２９】
あるいは、主電源部が所望のレベルで動作しつつ第１電圧調整部の出力端に接続された補助電源部を充電できるように補助電源部の充電過程を制御し、主電源部の動作パラメータに基づいて第１電圧調整部の駆動モードを制御する制御段階をさらに含むようにしてもよい。
【００３０】
ここで、判断段階は、主電源部の温度を測定する段階と、測定された温度を第１基準値と比較する段階とを含み、制御段階は、測定された温度が第１基準値以上である場合、第１電圧調整部をフィードフォワード駆動モードで動作させつつ、補助電源部を充電する段階と、測定された温度が第１基準値より小さい場合、第１電圧調整部をフィードバック駆動モードで動作させる段階とを含むようにすることもできる。
【００３１】
または、判断段階は、主電源部の出力電流を測定する段階と、測定された出力電流を第２基準値と比較する段階とを含み、制御段階は、測定された出力電流が第２基準値以上である場合、第１電圧調整部をフィードフォワード駆動モードで動作させつつ、補助電源部を充電する段階と、測定された出力電流が第２基準値より小さい場合、第１電圧調整部をフィードバック駆動モードで動作させる段階とを含むこともできる。
【００３２】
あるいは、判断段階は、主電源部の出力電圧を測定する段階と、測定された出力電圧を第３基準値と比較する段階とを含み、制御段階は、測定された出力電圧が第３基準値以下である場合、第１電圧調整部をフィードフォワード駆動モードで動作させつつ、補助電源部を充電する段階と、測定された出力電圧が第３基準値より大きい場合、第１電圧調整部をフィードバック駆動モードで動作させる段階とを含むこともできる。
【００３３】
このようなハイブリッド電源供給装置の制御方法を実行可能なプログラムを記載して、コンピュータで読み取り可能な記録媒体とすることもできる。
【００３４】
本発明によれば、主電源部と補助電源部とを結合したハイブリッド電力供給装置において、フィードフォワード駆動モードおよびフィードバック駆動モードのうちいずれか一つにより制御され、主電源部の出力電圧を調整する。そして、補助電源部および／または負荷に供給する電圧調整部を具備することにより、主電源部の動作条件を判断し、主電源部が所望のレベルで動作するように制御する。これにより、主電源部の安定した性能および電圧調整部の高効率を保証できる。
【００３５】
また、主電源部が所望のレベルで動作しつつ、電圧調整部から提供される安定した出力電圧を利用して補助電源部を充電させ、補助電源部の過充電を防止することによって、補助電源部の安定した性能を保証しつつ、その寿命を延長させることができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上説明したように本発明によれば、負荷の要求電力の大きさに関係なく、常に主電源部が所望のレベルで動作するように制御する主電源部と補助電源部とを結合することの可能なハイブリッド電力供給装置、その制御方法およびかかるハイブリッド電力供給装置を電源として採用する電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３８】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置について説明する。
【００３９】
図１に、燃料電池の電流−電圧特性および電流−電力特性を説明するグラフを示す。図１に示すグラフにおいて、ＴＩ−ＶおよびＴＩ−Ｐは、それぞれ電流−電圧特性曲線および電流−電力特性曲線を表す。図１に示すように、燃料電池は、出力電流によって出力電圧が変化し、出力電流が増大するほど出力電圧が低下する傾向がある。ここで、出力電力が最大値Ｐｍａｘであるときの出力電圧と出力電流とをそれぞれＶｍｉｎ、Ｉｍａｘとし、最適の動作点として設定する。
【００４０】
図２は、本実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置の構成を示すブロック図である。本実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置は、図２に示すように、主電源として使われる燃料電池部２１０と、燃料電池部２１０と負荷２６０との間に接続された第１電圧調整部２２０と、一般バッテリあるいは充電用バッテリにより構成される補助電源部２３０と、補助電源部２３０と負荷２６０との間に接続された第２電圧調整部２４０と、装置の全般的な動作と第１電源調整部２２０および第２電圧調整部２４０の動作とを制御する制御部２５０とからなる。
【００４１】
図２に示すように、第１電圧調整部２２０は、フィードフォワード駆動モードおよびフィードバック駆動モードのうちいずれか一つにより制御される。第１の電圧調整部２２０は、燃料電池部２１０の出力電圧を第１の所定の直流電圧に調整して負荷２６０に供給する。
【００４２】
第２電圧調整部２４０は、フィードバック駆動モードにより制御される。第２電圧調整部２４０は、補助電源部２３０の出力電圧を第２の所定の直流電圧に調整して負荷２６０に供給する。
【００４３】
制御部２５０は、負荷２６０の要求電力に関係なく、燃料電池部２１０が最適の動作点、すなわち所望のレベルで動作できるように、第１電圧調整部２２０と第２電圧調整部２４０との動作を制御する。ここで、最適の動作点とは、負荷の要求電力とは独立的に、燃料電池部２１０の動作条件による動作点をいう。制御部２５０は、燃料電池部２１０が最適の動作点で動作しているか否かを判断するために、まず、燃料電池部２１０から各動作パラメータを測定する。そして、測定された動作パラメータと対応する基準値とを比較し、比較結果によって第１電圧調整部２２０と第２電圧調整部２４０との動作を制御する。ここで、動作パラメータの例としては、負荷２６０の要求電力の大きさを推定できるものであり、例えば燃料電池部２１０の温度、燃料電池部２１０の出力電流、あるいは出力電圧を挙げることができるが、必ずしもそれらに限定されるものではない。
【００４４】
図３Ａは、図２の第１電源調整部２２０の細部構成要素を示すブロック図であり、図３Ｂは、図２の第２電圧調整部２４０の細部構成要素を示すブロック図である。第１電圧調整部２２０は、図３Ａに示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１０と、フィードフォワード制御部３２０と、フィードバック制御部３３０と、スイッチ制御部３４０とを備える。また、第２電圧調整部２４０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３６０と、フィードバック制御部３７０と、スイッチ制御部３８０とを備える。ここで、フィードフォワード制御部３２０、フィードバック制御部３３０、およびスイッチ制御部３４０は、駆動モード決定部（図示せず）を構成する。
【００４５】
図２および図３Ａを参照すれば、第１電圧調整部２２０において、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１０は、燃料電池部２１０の出力電圧をスイッチ制御信号によって第１の所定の直流電圧に変換して負荷２６０に印加する。一例として、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１０は、パルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）によって電圧調整動作を行う。
【００４６】
フィードフォワード制御部３２０は、燃料電池部２１０が最適の動作点で動作していない場合、制御部２５０の制御信号によって燃料電池部２１０が最適の動作点で動作できるように、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１０を制御する。フィードフォワード制御部３２０が動作する場合、燃料電池部２１０の温度、出力電流、あるいは出力電圧を測定して対応する基準値と比較し、比較結果によって、フィードフォワード駆動モード信号を生成する。ここで、燃料電池部２１０の温度は、例えばサーミスタを利用して測定できる。
【００４７】
フィードバック制御部３３０は、燃料電池部２１０が最適の動作点で動作していない場合、制御部２５０の制御信号によってその動作が遮断される。一方、燃料電池部２１０が最適の動作点で動作する場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１０の一般的なフィードバック制御に基づいて、フィードバック駆動モード信号を生成する。
【００４８】
スイッチ制御部３４０は、フィードフォワード制御部３２０あるいはフィードバック制御部３３０のうちいずれか一つから出力される駆動モード信号を利用してスイッチ制御信号を生成する。そして、スイッチ制御部３４０は、スイッチ（図示せず）のオン／オフ動作のためのデューティサイクルを調節するために、スイッチ制御信号をＤＣ−ＤＣコンバータ３１０に提供する。
【００４９】
図２および図３Ｂを参照すれば、第２電圧調整部２４０において、ＤＣ−ＤＣコンバータ３６０は、その出力端がＤＣ−ＤＣコンバータ３１０の出力端と並列に接続され、補助電源部２３０の出力電圧を第２の所定の直流電圧に変換して負荷２６０に印加する。
【００５０】
フィードバック制御部３７０は、燃料電池部２１０が最適の動作点で動作する場合、制御部２５０の制御信号によって動作が開始され、ＤＣ−ＤＣコンバータ３６０の一般的なフィードバック制御に基づいて、フィードバック駆動モード信号を生成する。一方、フィードバック制御部３７０は、燃料電池部２１０が最適の動作点で動作していない場合、制御部２５０の制御信号によってその動作が遮断される。
【００５１】
スイッチ制御部３８０は、フィードバック制御部３７０から出力される駆動モード信号を利用してスイッチ制御信号を生成する。そして、スイッチ制御部３８０は、スイッチ（図示せず）のオン／オフのためのデューティサイクルを調節するために、スイッチ制御信号をＤＣ−ＤＣコンバータ３６０に提供する。
【００５２】
ここで、第１の所定の直流電圧は、第２の所定の直流電圧より大きいことが望ましい。これは、燃料電池から得られる電力が負荷が要求する電力より大きい場合、燃料電池からだけ負荷に電力を供給するためである。一例として、第１の所定の直流電圧は約５．０Ｖ、第２の所定の直流電圧は約４．８Ｖとすることができる。
【００５３】
図２、図３Ａおよび図３Ｂによれば、負荷２６０の要求電力が過度である場合、第１電圧調整部２２０は、フィードフォワード制御部３２０が動作し、燃料電池部２１０の温度、出力電流、あるいは出力電圧を最適の動作点に該当する値になるように誘導できる。このとき、第１電圧調整部２２０は、フィードバック駆動モードを使用しないために、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１０の出力電圧が不安定になる可能性がある。これに対して、第２電圧調整部２４０を利用し、負荷２６０に印加される電圧を第２の所定の直流電圧で安定化させることができる。
【００５４】
一方、負荷２６０の要求電力が燃料電池部２１０の出力電力範囲内にある場合、第１電圧調整部２２０は、フィードバック制御部３３０が動作し、負荷２６０に印加される電圧を第１の所定の直流電圧で安定化させることができる。この場合には、制御部２５０の制御信号によって、第２電圧調整部２４０の動作を遮断させる。
【００５５】
図４Ａおよび図４Ｂは、図２に図示された各構成要素を回路レベルで具現した例を示しており、図４Ａは、負荷２６０の要求電力が燃料電池部２１０の出力電力以下である場合、すなわち燃料電池部２１０の出力電圧が最適の動作点に該当する最低電圧Ｖｍｉｎより大きい場合の動作状態を表す。図４Ｂは、負荷２６０の要求電力が燃料電池部２１０の出力電力より大きい場合、すなわち燃料電池部２１０の出力電圧が最適の動作点に該当する最低電圧Ｖｍｉｎ以下である場合、第１電源調整部２２０および第２電圧調整部２４０の動作状態を表す。
【００５６】
ここで、図２と比較して、同じ構成要素に対しては同じ参照符号が付与され、動作状態にある部分は、太い実線で、非動作状態にある部分は細い破線で表示される。また、制御部２５０から出力される制御信号によって、第１電圧調整部２２０のフィードフォワード駆動モードあるいはフィードバック駆動モードのうち一つで制御され、第２電圧調整部２４０の動作いかんが決定される流れについては明示的に図示されていないが、それは、別途のスイッチをさらに具備したり、各構成要素に制御信号を印加するためのイネーブル端子を具備することにより具現可能である。
【００５７】
図４Ａおよび図４Ｂにおいて、ＶＲ−ＩＮは、燃料電池部２１０が最適の動作点で動作しているか否かを判断すると同時に、最適の動作点で動作していない場合、第１電圧調整部２２０でフィードフォワード駆動モード信号を生成するために、測定された燃料電池部２１０の動作パラメータを比較するための基準値であり、最適の動作点に対応する最低電圧Ｖｍｉｎが望ましい。一方、ＶＲ−ＯＵＴ１およびＶＲ−ＯＵＴ２は、第１電圧調整部２２０および第２電圧調整部２４０のフィードバック駆動モード信号を生成するために、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１０、３６０の出力電圧を比較するための基準値であり、第１所定の直流電流および第２所定の直流電圧が望ましい。
【００５８】
図５は、本実施形態において、負荷の要求電力が燃料電池部２１０と補助電源部２３０とに分配された状態を説明するグラフである。図５に示すように、負荷の要求電力Ｐｌｏａｄが燃料電池部２１０の出力電力ＰＦＣより大きい場合、すなわち燃料電池部２１０が最適の動作点を外れる場合には、燃料電池部２１０には最適の動作点に対応する出力電力Ｐｍａｘを、補助電源部２３０には負荷の要求電力から最適の動作点に対応する出力電力Ｐｍａｘを差し引いた残りの出力電力ＰＡＵＸを分配して負荷２６０に提供する。一方、負荷の要求電力Ｐｌｏａｄが燃料電池部２１０の出力電力ＰＦＣ以下である場合、すなわち燃料電池部２１０が最適の動作点を外れない場合には、燃料電池部２１０からの出力電力ＰＦＣを負荷２６０に提供する。
【００５９】
図６は、本実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置の制御方法を説明するフローチャートである。このハイブリッド電力供給装置の制御は、図２の制御部２５０で行うことができる。
【００６０】
図２および図６を参照すれば、ステップＳ６１０では、燃料電池部２１０の動作条件を判断する。ここで、燃料電池部２１０の動作条件は、燃料電池部２１０の動作パラメータを基準値と比較することによって実行される。動作パラメータの例としては、燃料電池部２１０の温度、燃料電池部２１０の出力電流、および出力電圧のうちいずれか一つ、または少なくとも二つであるが、それらに限定されるものではない。
【００６１】
次いで、ステップＳ６３０では、ステップＳ６１０での判断結果によって、燃料電池部２１０が最適の動作点で動作するように、第１電圧調整部２２０と第２電圧調整部２４０との動作を制御する。
【００６２】
ここで、図６に示すハイブリッド電力供給装置の制御方法における各処理は様々な手法によって行うことができる。そこで、以下、図７〜図１０に基づいて、図６に示すハイブリッド電力供給装置の制御方法の具体的な処理例について説明する。
【００６３】
図７は、本実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置の制御方法の第１具現例であって、図６の各段階を細部的に説明するフローチャートである。図７に示すように、ステップＳ６１０は、ステップＳ７１０およびＳ７３０の２つの処理からなる。まず、ステップＳ７１０では、燃料電池部２１０の温度を測定する。次いで、ステップＳ７３０にて、ステップＳ７１０において測定された温度を第１基準値と比較する。
【００６４】
次のステップＳ６３０は、ステップＳ７５０、Ｓ７７０、Ｓ７９０の処理からなる。まず、ステップＳ７３０の比較結果、燃料電池部２１０の測定された温度が第１基準値以上である場合、第２電圧調整部２４０を動作させつつ、第１電圧調整部２２０をフィードフォワード駆動モードで制御して動作させる（ステップＳ７５０、Ｓ７７０）。一方、ステップＳ７３０段階での比較結果、燃料電池部２１０の測定された温度が第１基準値より小さい場合、第２電圧調整部２４０を動作させずに、第１電圧調整部２２０をフィードバック駆動モードで制御して動作させる（ステップＳ７５０、Ｓ７９０）。
【００６５】
これにより、第１基準値は、シミュレーションあるいは実験に基づいて適正な値に設定することができる。また、測定された温度を電圧に変換する場合には、最適の動作点に対応する最低電圧Ｖｍｉｎに設定することができる。
【００６６】
次に、図８は、本実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置の制御方法の第２具現例であって、図６の各段階を細部的に説明するフローチャートである。図８に示すように、ステップＳ６１０は、ステップＳ８１０およびＳ８３０の２つの処理からなる。まず、ステップＳ８１０では、燃料電池部２１０の出力電流を測定する。次いで、ステップＳ８３０では、ステップＳ８１０で測定された出力電流を第２基準値と比較する。
【００６７】
次のステップＳ６３０は、ステップＳ８５０、Ｓ８７０、Ｓ８９０の処理からなる。まず、ステップＳ８３０での比較結果、燃料電池部２１０の測定された出力電流が第２基準値以上である場合、第２電圧調整部２４０を動作させつつ、第１電圧調整部２２０をフィードフォワード駆動モードで制御して動作させる（ステップＳ８５０、Ｓ８７０）。一方、ステップＳ８３０段階での比較結果、燃料電池部２１０の測定された出力電流が第２基準値より小さい場合、第２電圧調整部２４０を動作させずに、第１電圧調整部２２０をフィードバック駆動モードで制御して動作させる（ステップＳ８５０、Ｓ８９０）。
【００６８】
これにより、第２基準値は、シミュレーションあるいは実験に基づいて適正な値に設定することができる。また、測定された出力電流を電圧に変換する場合には、最適の動作点に対応する最低電圧Ｖｍｉｎに設定することができる。
【００６９】
次に、図９は、本実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置の制御方法の第３具現例であって、図６の各段階を細部的に説明するフローチャートである。図９に示すように、ステップＳ６１０は、ステップＳ９１０およびＳ９３０の２つの処理からなる。まず、ステップＳ９１０では、燃料電池部２１０の出力電圧を測定する。次いで、ステップＳ９３０段では、ステップＳ９１０で測定された出力電圧を第３基準値と比較する。
【００７０】
次のステップＳ６３０は、ステップＳ９５０、Ｓ９７０、Ｓ９９０の処理からなる。まず、ステップＳ９３０での比較結果、燃料電池部２１０の測定された出力電圧が第３基準値以下である場合、第２電圧調整部２４０を動作させつつ、第１電圧調整部２２０をフィードフォワード駆動モードで制御して動作させる（ステップＳ９５０、Ｓ９７０）。一方、ステップＳ９３０での比較結果、燃料電池部２１０の測定された出力電圧が第３基準値より大きい場合、第２電圧調整部２４０を動作させずに、第１電圧調整部２２０をフィードバック駆動モードで制御して動作させる（ステップＳ９５０、Ｓ９９０）。
【００７１】
これにより、第３基準値は、シミュレーションあるいは実験に基づいて適正な値に設定することができ、望ましくは最適の動作点に対応する最低電圧Ｖｍｉｎに設定することができる。
【００７２】
次に、図１０は、本実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置の制御方法の第４具現例であって、図６の各段階を細部的に説明するフローチャートである。図１０に示すように、ステップＳ６１０は、ステップＳ１０１０およびＳ１０３０の２つの処理からなる。まず、ステップＳ１０１０では、燃料電池部２１０の温度、燃料電池部２１０の出力電流、および出力電圧のうちから少なくとも二つを動作パラメータとして測定する。次いで、ステップＳ１０３０では、ステップＳ１０１０で測定された各動作パラメータと、対応する基準値とを比較する。
【００７３】
次のステップＳ６３０は、ステップＳ１０５０およびＳ１０７０の処理からなる。まず、ステップＳ１０５０段階では、燃料電池部２１０の動作パラメータと関連し、温度、出力電流、および出力電圧に対して優先順位をあらかじめ設定する。優先順位は、ハイブリッド電力供給装置が採用される電子機器、すなわち負荷の特性と燃料電池部２１０の性能および効率とを考慮して設定でき、その他の要素を考慮することもできる。
【００７４】
そして、ステップＳ１０７０では、ステップＳ１０３０で実行された測定された各動作パラメータと、対応する基準値との比較結果によって、第１電圧調整部２２０と第２電圧調整部２４０との動作を制御する。測定された一つ以上の動作パラメータから、燃料電池部２１０が最適の動作点で動作すると判断される場合、第１電源調整部２２０および第２電圧調整部２４０をいずれも動作させ、負荷２６０に印加される電圧が第２所定の直流電圧になるように制御する。このとき、二つ以上の動作パラメータから、燃料電池部２１０が最適の動作点で動作する判断される場合、優先順位を考慮して１つの動作パラメータを選択し、第１電圧調整部２２０のフィードフォワード駆動モードを行うことができる。一方、測定された全ての動作パラメータから、燃料電池部２１０が最適の動作点で動作していないと判断される場合、第１電圧調整部２２０を動作させ、負荷２６０に印加される電圧が第１所定の直流電圧になるように制御する。
【００７５】
説明の便宜のために、ステップＳ１０１０で、温度、出力電流および出力電圧のすべてを動作パラメータとして選択した場合を例にする。かかる場合、燃料電池部２１０から温度、出力電流および出力電圧を測定し、それぞれ対応する基準値と比較する。比較結果、複数の動作パラメータのうち一つ以上が最適の動作点に該当する場合、すなわち測定された温度が対応する基準値以上であるか、と同じでも大きくても、測定された出力電流が対応する基準値以上であるか、測定された出力電圧が対応する基準値以下である場合、該当する動作パラメータによって、第１電圧調整部２２０のフィードフォワード駆動モードが実行される一方で第２電圧調整部２４０のフィードバック駆動モードが実行される。
【００７６】
一方、複数の動作パラメータのうち、少なくとも二つが最適の動作点に該当する場合、最も高い優先順位に該当する動作パラメータによって、第１電圧調整部２２０のフィードフォワード駆動モードが実行される一方で第２電圧調整部２４０のフィードバック駆動モードが実行される。さらに、複数の動作パラメータいずれもが最適の動作点を外れる場合、第１電圧調整部２２０のフィードバック駆動モードが実行される一方、第２電圧調整部２４０の動作は遮断される。
【００７７】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置について説明する。
【００７８】
図１１は、本実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置の構成を示すブロック図である。本実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置は、図１１に示すように、主電源部１１１０と、主電源部１１１０の出力端に接続された電圧調整部１１２０と、補助電源部１１３０と、電圧調整部１１２０の出力端と補助電源部１１３０との間に接続されたスイッチング部１１４０と、装置の全般的な動作と電圧調整部１１２０およびスイッチング部１１４０の動作とを制御する制御部１１５０とからなる。このとき、負荷１１６０は補助電源部１１３０と並列に接続することができる。
【００７９】
図１１に示すように、主電源部１１１０は、燃料電池とのようなソフト電圧／電流特性を有する電池を意味し、二次電池によって具現可能である。ここで、ソフト電圧／電流特性とは、電圧が上昇するにつれて電流が減少することを意味する。
【００８０】
電圧調整部１１２０は、制御部１１５０の制御下で動作し、フィードフォワード駆動モードおよびフィードバック駆動モードのうちいずれか一つによって動作し、主電源部１１１０の出力電圧を所定の直流電圧に調整し、補助電源部１１３０に供給する。仮に、負荷１１６０が補助電源部１１３０に接続された場合、電圧調整部１１２０の出力電圧は、補助電源部１１３０と負荷１１６０とに提供される。具体的には、スイッチング部１１４０がターンオンされ、制御部１１５０から電圧調整部１１２０にイネーブル信号が印加されて充電モードが進められる場合、電圧調整部１１２０は、主電源部１１１０が最適の動作点、すなわち所望のレベルで動作しつつ、補助電源部１１３０を充電させることができるように、二種の駆動モードのうち一つで動作する。ここで、最適の動作点とは、負荷１１６０の要求電力とは独立的に、主電源部１１１０の動作条件による動作点をいう。
【００８１】
電圧調整部１１２０は、主電源部１１１０が最適の動作点で動作しているか否かを判断するために、主電源部１１１０から各動作パラメータを測定し、測定された動作パラメータと、対応する基準値とを比較し、比較結果によって駆動モードを決定する。ここで、動作パラメータの例としては、負荷１１６０の要求電力の大きさ、あるいは主電源部１１１０の動作条件を推定できるものであり、例えば主電源部１１１０の温度、主電源部１１１０の出力電流、あるいは出力電圧を用いることができるが、必ずしもそれらに限定されるものではない。
【００８２】
補助電源部１１３０は、充電可能である二次電池である。補助電源部１１３０の一例としては、例えばリチウム−イオン電池を用いることができる。
【００８３】
スイッチング部１１４０は、制御部１１５０の制御下で、電圧調整部１１２０と補助電源部１１３０との接続および遮断動作を行う。例えば、ハイブリッド電力供給装置の電源がオンになる初期動作時、あるいは補助電源部１１３０の出力電圧が設定された最大電圧より小さい場合、あるいは補助電源部１１３０の充電電流が設定された電流値より大きい場合、制御部１１５０からのターンオン信号をスイッチング部１１４０に提供する。すなわち、補助電源部１１３０が完全に充電されていなかったり、または補助電源部１１３０が完全充電状態になっているとしても、負荷１１６０が補助電源部１１３０に連結されている場合には、電圧調整部１１２０の出力電圧が補助電源部１１３０に提供されて充電モードを進めるか、あるいは補助電源部１１３０と負荷１１６０とに提供される。
【００８４】
一方、補助電源部１１３０の出力電圧が設定された最大電圧と同じであり、補助電源部１１３０の充電電流が設定された電流値より小さい場合、制御部１１５０からのターンオフ信号をスイッチング部１１４０に提供する。すなわち、補助電源部１１３０は、完全充電状態になっているか、または負荷１１６０が連結されていない場合には、電圧調整部１１２０の出力電圧が補助電源部１１３０に提供されず、その結果、充電モードが終了する。具体的には、補助電源部１１３０が例えばリチウムイオン電池である場合、補助電源部１１３０の出力電圧が約４．２Ｖより小さいか、充電電流が約０．１Ｃより大きい場合、充電モードが進み、その他の場合には充電モードが終了する。
【００８５】
制御部１１５０は、主電源部１１１０が燃料電池により構成される場合、燃料電池の温度のような動作パラメータによって燃料供給を制御するなど、ハイブリッド電力供給装置の全般的な動作を制御する。併せて、ハイブリッド電力供給装置の電源がオンになる初期動作時、あるいは補助電源部１１３０の出力電圧が設定された最大電圧より小さい場合、あるいは補助電源部１１３０の充電電流が設定された電流値より大きい場合、制御部１１５０は、ターンオン信号をスイッチング部１１４０に提供しつつ、イネーブル信号を電圧調整部１１２０に提供し、充電モードを進める一方、負荷１１６０に電圧を供給する。
【００８６】
一方、補助電源部１１３０の出力電圧が設定された最大電圧と同じであり、補助電源部１１３０の充電電流が設定された電流値より小さい場合、制御部１１５０は、ターンオフ信号をスイッチング部１１４０に提供しつつ、ディスエーブル信号を電圧調整部１１２０に提供し、充電モードを終了させる一方、負荷１１６０への電圧供給を中断する。このとき、イネーブル信号あるいはディスエーブル信号は、後述の電圧調整部１１２０の任意の構成要素に提供でき、本実施形態では、フィードフォワード制御部１２２０およびフィードバック制御部１２３０に印加することを例にする。
【００８７】
図１２は、図１１における電圧調整部１１２０の細部構成要素を示すブロック図である。電圧調整部１１２０は、駆動モード決定部１２００とＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０とを備えてなる。ここで、駆動モード決定部１２００は、フィードフォワード制御部１２２０、フィードバック制御部１２３０、およびスイッチ制御部１２４０からなる。電圧調整部１１２０は、イネーブル状態で補助電源部１１３０の充電モードを進め、ディスエーブル状態で充電モードを終了させる。
【００８８】
図１２に示すように、電圧調整部１１２０において、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０は、主電源部１１１０の出力電圧を、駆動モード決定部１２００から提供されるスイッチ制御信号、すなわちフィードフォワード駆動モード信号あるいはフィードバック駆動モード信号によって、所定の直流電圧に変換し、スイッチング部１１４０に提供する。一例として、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０は、パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）によって電圧調整動作を実行する。このとき、高効率を得るためには、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０としてスイッチングタイプ・コンバータを使用することが望ましいが、例えばブーストタイプ、バックタイプ、フライバックタイプ、Ｃｕｋタイプのような多様なコンバータを使用して具現することも可能である。
【００８９】
駆動モード決定部１２００において、フィードフォワード制御部１２２０は、主電源部１１１０の出力電圧を制御するためのものである。フィードフォワード制御部１２２０は、主電源部１１１０から測定される少なくとも１つの動作パラメータから、主電源部１１１０の動作条件を判断し、主電源部１１１０が所望のレベルで動作していない場合、主電源部１１１０が最適の動作点で動作して安定した出力電圧を提供するように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０を制御する。
【００９０】
具体的には、フィードフォワード制御部１２２０は、主電源部１１１０のさまざまな動作パラメータのうち、出力電圧があらかじめ設定された基準値、すなわちＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の基準入力電圧ＶＲ−ＩＮより小さい場合に動作する。フィードフォワード制御部１２２０は、フィードフォワード制御部１２２０の動作により得られる信号を第１駆動モード、すなわちフィードフォワード駆動モード信号として生成してスイッチ制御部１２４０に提供する。フィードフォワード制御部１２２０の動作により、主電源部１１１０の出力電圧はＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の基準入力電圧ＶＲ−ＩＮに維持される。このとき、補助電源部１１３０の出力電圧は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の基準出力電圧ＶＲ−ＯＵＴよりは小さい値になる。
【００９１】
すなわち、通常フィードバック制御により動作するＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０において、その入力電圧、すなわち主電源部１１１０の出力電圧が基準入力電圧ＶＲ−ＩＮより低くなれば、フィードバック制御ではないフィードフォワード制御によりスイッチング動作が実行される。このため、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０があらかじめ設定された出力電圧を維持できない。その理由は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０があらかじめ設定された出力電圧を続けて維持するためには、その出力電圧を続けて測定してスイッチング動作のオン−デューティを調節しなければならないが、その入力電圧が基準入力電圧より低くなれば、フィードフォワード制御が進み、それ以上出力電圧によるスイッチング動作のオン−デューティ調節がなされないためである。結果として、フィードフォワード制御部１２２０の動作により、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の出力電圧は、並列に連結されている補助電源部１１３０の出力電圧によることとなる。
【００９２】
ここで、負荷１１６０が存在しない場合、スイッチング部１１４０を介して補助電源部１１３０に印加される充電電流Ｉｂは、主電源部１１１０の出力電圧Ｖｆ、主電源部１１１０の出力電流Ｉｆ、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の効率ηと、補助電源部１１３０の出力電圧Ｖｂとの関数でもって決定される。具体的には、次の数式１のように示すことができる。
【００９３】
Ｉｂ＝Ｖｆ×Ｉｆ×η／Ｖｂ      ・・・（数式１）
【００９４】
一般的に、補助電源部１１３０の充電電流Ｉｂは、リチウムイオン電池の場合、１Ｃを超えないように設計される。
【００９５】
フィードフォワード制御部１２２０は、主電源部１１１０の出力電圧以外に、温度あるいは出力電流のような動作パラメータと、対応する基準値との比較結果によって動作する。フィードフォワード制御部１２２０は、動作により得られる信号をフィードフォワード駆動モード信号として生成してスイッチ制御部１２４０に提供する。ここで、主電源部１１１０の温度は、例えばサーミスタを利用して測定できる。
【００９６】
フィードバック制御部１２３０は、補助電源部１１３０の出力電圧、すなわち電圧調整部１１２０の出力電圧を制御するためのものである。主電源部１１１０が最適の動作点、すなわち所望のレベルで動作していない場合、フィードバック制御部１２３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の一般的なフィードバック制御に基づいて、第２駆動モード、すなわちフィードバック駆動モード信号を生成してスイッチ制御部１２４０に提供する。フィードバック制御部１２３０の動作により、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の出力電圧、すなわち補助電源部１１３０の出力電圧はあらかじめ設定されたＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の基準出力電圧ＶＲ−ＯＵＴに維持される。
【００９７】
この場合、スイッチング部１１４０を介して補助電源部１１３０に印加される充電電流Ｉｂは、補助電源部１１３０の特性と容量との関数で決定される。一方、主電源部１１１０の電力Ｐｆは、補助電源部１１３０の出力電圧Ｖｂ、補助電源部１１３０の充電電流Ｉｂ、およびＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の効率ηで決定される。具体的には、次の数式２のように示すことができる。
【００９８】
Ｐｆ＝Ｖｂ×Ｉｂ／η      ・・・（数式２）
【００９９】
一方、フィードバック制御部１２３０が動作する場合、主電源部１１１０の出力電圧は、あらかじめ設定されたＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の基準入力電圧ＶＲ−ＩＮと開放回路電圧Ｖｏｃｖとの間に存在する。
【０１００】
要約すれば、補助電源部１１３０の充電モードが進められる間、第１駆動モード、すなわちフィードフォワード駆動モードでは、主電源部１１１０の出力電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の基準入力電圧ＶＲ−ＩＮに維持され、補助電源部１１３０の出力電圧は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の基準出力電圧ＶＲ−ＯＵＴより低い値を有する。一方、第２駆動モード、すなわちフィードバック駆動モードでは、主電源部１１１０の出力電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の基準入力電圧ＶＲ−ＩＮと開放回路電圧Ｖｏｃｖとの間の値を有する一方、補助電源部１１３０の出力電圧は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の出力基準電圧ＶＲ−ＯＵＴに維持される。
【０１０１】
スイッチ制御部１２４０は、フィードフォワード制御部１２２０あるいはフィードバック制御部１２３０のうちいずれか一つから出力される第１駆動モード信号あるいは第２駆動モード信号を利用してスイッチ制御信号を生成し、スイッチ（図示せず）のオン／オフ動作のためのデューティサイクルを調節するために、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０に提供する。
図１３Ａおよび図１３Ｂは、図１２に示す各構成要素を回路レベルで具現した例を示しており、図１３Ａは、主電源部１１１０の出力電圧が最適の動作点に該当する最低電圧、すなわちＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の基準入力電圧ＶＲ−ＩＮ以下である場合、駆動モード決定部１２００の動作状態を示す。また、図１３Ｂは、主電源部１１１０の出力電圧が最適の動作点に該当する最低電圧、すなわちＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の基準入力電圧ＶＲ−ＩＮより大である場合、駆動モード決定部１２００の動作状態を示す。ここで、動作状態にある部分は太い実線で、非動作状態にある部分は細い破線で示される。
【０１０２】
駆動モード決定部１２００は、比例積分（ＰＩ）制御器１３１０、比例（Ｐ）制御器１３２０、およびＰＷＭ処理器１３３０からなり、それぞれフィードフォワード制御部１２２０、フィードバック制御部１２３０、およびスイッチ制御部１２４０に対応する構成要素として見ることができる。ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０は、主電源部１１１０の電圧、例えば約２．８Ｖから、開放回路電圧Ｖｏｃｖを補助電源部１１３０の出力電圧である約３Ｖ〜４．２Ｖに調整する役割を行う。一方、インダクタ１３４０は、充電電流の高周波成分をフィルタリングする役割を行う。インダクタ１３４０は、スイッチング部１１４０がターンオンされた場合、スイッチング部１１４０の内部インダクタンスと、電圧調整部１１２０と補助電源部１１３０との連結ワイヤのインダクタンスとを結合した値であり、非常に小さな値を有する。従って、補助電源部１１３０の出力電圧と電圧調整部１１２０の出力電圧は、ほぼ同一の値になる。
【０１０３】
図１３Ａおよび図１３Ｂにおいて、ＶＲ−ＩＮは、主電源部１１１０である燃料電池が最適の動作点で動作しているか否かを判断すると同時に、最適の動作点で動作していない場合、電圧調整部１１２０からフィードフォワード駆動モード信号を生成するために、測定された燃料電池の動作パラメータを比較するための基準値であり、最適の動作点に対応する最低電圧Ｖｍｉｎが望ましい。一方、ＶＲ−ＯＵＴは、電圧調整部１１２０のフィードバック駆動モード信号を生成するために、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の出力電圧を比較するための基準値であり、補助電源部１１３０の最大充電電圧に設定することが望ましい。例えば、リチウムイオン電池である場合、約４．２Ｖに設定できる。
【０１０４】
図１３Ａおよび図１３Ｂを参照すれば、初期状態あるいは不完全充電状態で、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の出力電圧が基準出力電圧ＶＲ−ＯＵＴより小さい場合、比例制御器１３２０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０がその出力電力を増大させる方向に動作する。その結果、主電源部１１１０である燃料電池の出力電流が増大する一方、燃料電池の出力電圧は低下する。一方、燃料電池の出力電圧が基準入力電圧ＶＲ−ＩＮより小さくなれば、比例積分制御器１３１０が動作し、比例制御器１３２０およびＰＷＭ処理器１３３０を介してその出力電力を減少させるように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０を支配する第１駆動モードが決定される。第１駆動モードで動作するようになれば、燃料電池の出力電圧は、基準入力電圧ＶＲ−ＩＮを維持するように制御される一方、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の出力電圧、すなわち補助電源部１１３０の出力電圧は、基準出力電圧ＶＲ−ＯＵＴより小さい値になる。
【０１０５】
第１駆動モードを介して補助電源部１１３０が完全充電状態に至れば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の出力電圧が出力基準電圧ＶＲ−ＯＵＴまで上昇し、燃料電池から要求される出力電力が減少する。その結果、燃料電池の出力電圧が上昇して入力基準電圧ＶＲ−ＩＮ以上になれば、比例積分制御器１３１０が飽和状態に至る。これにより、比例積分制御器１３１０は、ほぼ０に近い値を出力するようになって第１駆動モードが終了し、比例制御器１３２０がＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０を制御する第２駆動モードが開始される。すなわち、燃料電池の出力電圧が入力基準電圧ＶＲ−ＩＮより大きい場合、比例積分制御器１３２０がＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０を支配する第２駆動モードが決定される。第２駆動モードで動作されれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の出力電圧、すなわち補助電源部１１３０の出力電圧は、出力基準電圧ＶＲ−ＯＵＴが同じ値に維持される。
【０１０６】
図１４は、本実施形態を常用ＩＣチップであるステップアップＤＣ−ＤＣコンバータＭＡＸ１７０１（マキシム・インテグレーテッド・プロダクツ社製）の応用回路として具現した例を示す。ＭＡＸ１７０１の一般的な応用と比較してみるとき、「ＦＢ」端子に連結される信号が、従来にはＭＡＸ１７０１の出力電圧フィードバック信号である一方、本実施形態では、ＭＡＸ１７０１の出力電圧フィードバック信号と入力電圧フィードフォワード信号との結合という点に違いがある。
【０１０７】
図１５は、本実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置において、各モードに対する主電源部１１１０と補助電源部１１３０との出力電圧を表したグラフである。このとき、主電源部１１１０、すなわち燃料電池は、約３００ｍＷの平均電力を有する。図１５を参照すれば、第１駆動モード、すなわちフィードフォワード駆動モードでは、燃料電池が状態変化によって多様な電力値を有する一方、燃料電池の出力値は約２．８Ｖと、一定の値を維持していることが分かる。一方、第２駆動モード、すなわちフィードバック駆動モードでは、補助電源部１１３０の出力電圧が約４．１７Ｖ〜４．１８Ｖと、一定に維持していることが分かる。従って、２つの駆動モードで、ハイブリッド電力供給装置が安定しているだけではなく、電圧調整部における効率を高めることができる。
【０１０８】
図１６は、本実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置の制御方法の充電過程における概略的な概念を説明するフローチャートである。図１６に示すように、まず、ステップＳ１６１０では、負荷が連結されつつ、ハイブリッド電力供給装置の電源がオンになる初期動作時、あるいは補助電源部１１３０の出力電圧が設定された最大電圧より小さい場合、あるいは補助電源部１１３０の充電電流が設定された電流値より大きい場合に、制御部１１５０は、ターンオン信号をスイッチング部１１４０に提供しつつ、イネーブル信号を電圧調整部１１２０に提供して充電モードを進める。
【０１０９】
次いで、ステップＳ１６３０では、補助電源部１１３０の出力電圧Ｖｂと充電電流Ｉｂとをモニタリングする。さらに、ステップＳ１６５０では、補助電源部１１３０の出力電圧Ｖｂが設定された最大電圧、すなわちＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の出力基準電圧ＶＲ−ＯＵＴと同一であり、補助電源部１１３０の充電電流Ｉｂがあらかじめ設定された電流値Ｉｓｅｔより小さい場合、制御部１１５０は、ターンオフ信号をスイッチング部１１４０に提供しつつ、ディスエーブル信号を電圧調整部１１２０に提供して充電モードを終了する。
ここで、図１７は、図１６のステップＳ１６１０の細部的な構成を説明するフローチャートである。図１７を参照すれば、ステップＳ１７１０では、主電源部１１１０、例えば燃料電池の動作条件を判断する。ここで、燃料電池の動作条件判断は、例えば燃料電池の動作パラメータを基準値と比較することによって実行される。動作パラメータの例としては、燃料電池の温度、燃料電池の出力電流、および出力電圧のうち少なくとも一つであり、これに限定されるものではない。その後、ステップＳ１７３０にて、ステップＳ１７１０での判断結果によって、燃料電池が最適の動作点で動作するように、電圧調整部１１２０の駆動モードを決定する。
【０１１０】
ここで、図１７に示すハイブリッド電力供給装置の制御方法における充電処理は、様々な手法によって行うことができる。そこで、以下、図１８〜図２１に基づいて、図１７に示すハイブリッド電力供給装置の制御方法における充電処理の具体的な処理例について説明する。
【０１１１】
図１８は、本実施形態にかかる充電処理の第１具現例であって、図１７の各段階を細部的に説明するフローチャートである。図１８に示すように、ステップＳ１７１０は、ステップＳ１８１０およびＳ１８３０の２つの処理からなる。まず、ステップＳ１８１０では、燃料電池の温度を測定する。次いで、ステップＳ１８３０では、ステップＳ１８１０で測定された温度を第１基準値と比較する。
【０１１２】
次のステップＳ１７３０は、ステップＳ１８５０、Ｓ１８７０、Ｓ１８９０の処理からなる。まず、ステップＳ１８３０での比較結果、燃料電池の測定された温度が第１基準値以上である場合、電圧調整部１１２０をフィードフォワード駆動モードで制御して動作させる（ステップＳ１８５０、Ｓ１８７０）。一方、ステップＳ１８３０での比較結果、燃料電池の測定された温度が第１基準値より小さい場合、電圧調整部１１２０をフィードバック駆動モードで制御して動作させる（ステップＳ１８５０、Ｓ１８９０）。
【０１１３】
これにより、第１基準値は、シミュレーションあるいは実験に基づいて適正な値に設定することができる。このとき、測定された温度を電圧に変換する場合には、最適の動作点に対応する最低電圧Ｖｍｉｎ、すなわちＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の基準入力電圧ＶＲ−ＩＮに設定される。
【０１１４】
次に、図１９は、本実施形態にかかる充電処理の第２具現例であって、図１７の各段階を細部的に説明するフローチャートである。図１９に示すように、ステップＳ１７１０は、ステップＳ１８１０およびＳ１８３０の２つの処理からなる。まず、ステップＳ１９１０では、燃料電池の出力電流を測定する。次いで、ステップＳ１９３０では、ステップＳ１９１０で測定された出力電流を第２基準値と比較する。
【０１１５】
次のステップＳ１７３０は、ステップＳ１９５０、Ｓ１９７０、Ｓ１９９０の処理からなる。まず、ステップＳ１９３０での比較結果、燃料電池の測定された出力電流が第２基準値と同じであるか大である場合、電圧調整部１１２０をフィードフォワード駆動モードで制御して動作させる（ステップＳ１９５０、Ｓ１９７０）。一方、ステップＳ１９３０での比較結果、燃料電池の測定された出力電流が第２基準値より小さい場合、電圧調整部１１２０をフィードバック駆動モードで制御して動作させる（ステップＳ１９５０、Ｓ１９９０）。
これにより、第２基準値は、シミュレーションあるいは実験に基づいて適正な値に設定することができる。このとき、測定された出力電流を電圧に変換する場合には、最適の動作点に対応する最低電圧Ｖｍｉｎ、すなわちＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の基準入力電圧ＶＲ−ＩＮに設定される。
【０１１６】
次に、図２０は、本実施形態にかかる充電処理の第３具現例であって、図１７の各段階を細部的に説明するフローチャートである。図２０に示すように、ステップＳ１７１０は、ステップＳ２０１０およびＳ２０３０の２つの処理からなる。まず、ステップＳ２０１０では、燃料電池の出力電圧を測定する。次いで、ステップＳ２０３０では、ステップＳ２０１０で測定された出力電圧を第３基準値と比較する。
【０１１７】
次のステップＳ１７３０は、ステップＳ２０５０、Ｓ２０７０、Ｓ２０９０の処理からなる。まず、ステップＳ２０３０での比較結果、燃料電池の測定された出力電圧が第３基準値以下である場合、電圧調整部１１２０をフィードフォワード駆動モードで制御して動作させる（ステップＳ２０５０、Ｓ２０７０）。一方、ステップＳ２０３０での比較結果、燃料電池の測定された出力電圧が第３基準値より大きい場合、電圧調整部１１２０をフィードバック駆動モードで制御して動作させる（ステップＳ２０５０、Ｓ２０９０）。
【０１１８】
これにより、第３基準値は、シミュレーションあるいは実験に基づいて適正な値に設定することができ、望ましくは最適の動作点に対応する最低電圧Ｖｍｉｎ、すなわちＤＣ−ＤＣコンバータ１２１０の基準入力電圧ＶＲ−ＩＮに設定される。
【０１１９】
次に、図２１は、本実施形態にかかる充電処理の実施例の第４具現例であって、図１７の各段階を細部的に説明するフローチャートである。図２１に示すように、ステップＳ１７１０は、ステップＳ２１１０およびＳ２１３０の２つの処理からなる。まず、ステップＳ２１１０では、燃料電池の温度、燃料電池の出力電流、および出力電圧のうちから少なくとも二つを動作パラメータとして測定する。次いで、ステップＳ２１３０では、ステップＳ２１１０で測定された各動作パラメータを対応する基準値と比較する。
【０１２０】
次のステップＳ１７３０は、ステップＳ２１５０およびＳ２１７０の処理からなる。まず、ステップＳ２１５０段階では、燃料電池の動作パラメータと関連して、温度、出力電流、および出力電圧に対して優先順位をあらかじめ設定する。優先順位は、ハイブリッド電力供給装置が採用される電子機器、すなわち負荷の特性と燃料電池の性能および効率とを考慮して設定でき、その他の要素を考慮することもできる。
【０１２１】
そして、ステップＳ２１７０では、ステップＳ２１３０で実行された測定された各動作パラメータと、対応する基準値との比較結果によって、電圧調整部１１２０の動作を制御する。測定された一つ以上の動作パラメータから、燃料電池が最適の動作点で動作していないと判断される場合、電圧調整部１１２０がフィードフォワード駆動モードで制御される。このとき、二つ以上の動作パラメータから、燃料電池が最適の動作点で動作していないと判断される場合、優先順位を考慮して１つの動作パラメータを選択し、電圧調整部１１２０のフィードフォワード駆動モードを制御できる。
【０１２２】
なお、上記実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置は、例えばノート型パソコン、ＰＤＡ、モバイルホンのような携帯機器、家電製品や軌道車両のような多様な電子機器に電源として採用することができる。
【０１２３】
また、上記実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータで読み取り可能なコードとして具現することが可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取り可能なデータが保存される全種の記録装置を含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ保存装置などがある。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータによる読み取り可能なコードが保存されて実行できる。そして、上記実施形態を具現するための機能的な（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ）プログラム、コードおよびコードセグメントは、本発明の属する技術分野において通常の知識を有するものにより容易に推論されうる。また、ハイブリッド電力供給装置を制御する方法を実行するプログラムは、ハイブリッド電力供給装置内部、またはその外部に存在するマイクロプロセッサ、あるいはコントローラ上に内蔵可能である。
【０１２４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明のハイブリッド電力供給装置、その制御方法およびこれを電源として採用する電子機器は、例えば、高性能電源を必要とする電子機器関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】燃料電池の電流−電圧特性および電流−電力特性を説明するグラフである。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置の構成を示すブロック図である。
【図３Ａ】図２において、第１電圧調整部の細部構成要素を示すブロック図である。
【図３Ｂ】図２において、第２電圧調整部の細部構成要素を示すブロック図である。
【図４Ａ】図２に図示された各構成要素を回路レベルで具現した例を示す。
【図４Ｂ】図２に図示された各構成要素を回路レベルで具現した例を示す。
【図５】同実施形態において、負荷で要求される電力が分配された状態を説明するグラフである。
【図６】同実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置の制御方法を説明するフローチャートである。
【図７】同実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置の制御方法の第１具現例であって、図６の各段階を細部的に説明するフローチャートである。
【図８】同実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置の制御方法の第２具現例であって、図６の各段階を細部的に説明するフローチャートである。
【図９】同実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置の制御方法の第３具現例であって、図６の各段階を細部的に説明するフローチャートである。
【図１０】同実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置の制御方法の第４具現例であって、図６の各段階を細部的に説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１において、電圧調整部の細部構成要素を示すブロック図である。
【図１３Ａ】図１２に図示された各構成要素を回路レベルで具現した例を示す。
【図１３Ｂ】図１２に図示された各構成要素を回路レベルで具現した例を示す。
【図１４】同実施形態をＭＡＸ１７０１の応用回路で具現した例を示す。
【図１５】同実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置において、各モードに対する燃料電池部と補助電源部との出力電圧を表したグラフである。
【図１６】同実施形態にかかるハイブリッド電力供給装置の制御方法のうち、充電過程の概略的な概念を説明するフローチャートである。
【図１７】図１６のステップＳ１６１０の細部的な構成を説明するフローチャートである。
【図１８】同実施形態にかかる充電処理の第１具現例であって、図１７の各段階を細部的に説明するフローチャートである。
【図１９】同実施形態にかかる充電処理の第２具現例であって、図１７の各段階を細部的に説明するフローチャートである。
【図２０】同実施形態にかかる充電処理の第３具現例であって、図１７の各段階を細部的に説明するフローチャートである。
【図２１】同実施形態にかかる充電処理の第４具現例であって、図１７の各段階を細部的に説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２７】
２１０                    燃料電池部
２２０                    第１電圧調整部
２３０、１１３０          補助電源部
２４０                    第２電圧調整部
２５０、１１５０          制御部
２６０、１１６０          負荷
３１０、３６０、１２１０  ＤＣ−ＤＣコンバータ
３２０、１２２０          フィードフォワード制御部
３３０、３７０、１２３０  フィードバック制御部
３４０、３８０、１２４０  スイッチ制御部
１１１０                  主電圧部
１１２０                  電圧調整部
１１４０                  スイッチング部
１２００                  駆動モード決定部
１３１０                  比例積分制御部
１３２０                  比例制御部
１３３０                  ＰＷＭ処理部
１３４０                  インダクタ
【図１】
2008178287.tif 000003
【図２】
2008178287.tif 000004
【図３Ａ】
2008178287.tif 000005
【図３Ｂ】
2008178287.tif 000006
【図４Ａ】
2008178287.tif 000007
【図４Ｂ】
2008178287.tif 000008
【図５】
2008178287.tif 000009
【図６】
2008178287.tif 000010
【図７】
2008178287.tif 000011
【図８】
2008178287.tif 000012
【図９】
2008178287.tif 000013
【図１０】
2008178287.tif 000014
【図１１】
2008178287.tif 000015
【図１２】
2008178287.tif 000016
【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
2008178287.tif 000020
【図１６】
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【図１７】
2008178287.tif 000022
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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