(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池で発電した電力を負荷回路に供給するとともに二次電池に蓄積する電力制御装置において、
上記燃料電池からの発電電力を入力する発電電力入力手段と、
上記発電電力入力手段で入力して上記負荷回路に供給する実電力量を測定する実電力量測定手段と、
外部から指令電力量を示す信号が入力される信号入力手段と、
上記発電電力入力手段で入力された発電電力を上記負荷回路に供給する電力供給手段と、
上記指令電力量が上昇すると共に実電力量が上昇した際に、上記信号入力手段で入力した指令電力量と、上記実電力量測定手段での実電力量との差分電力量を求めて、この差分電力量を上記二次電池から上記負荷回路に供給して、当該差分電力量を記憶しておき、その後に、上記指令電力量が下降すると共に実電力量が下降した際に、上記記憶しておいた差分電力量を、上記発電電力入力手段から上記二次電池に供給する充電電力量として充電させる制御手段と
を備えることを特徴とする電力制御装置。
【請求項２】
上記制御手段は、上記差分電力量と上記充電電力量を同じとすることを特徴とする請求項１記載の電力制御装置。
【請求項３】
上記発電電力入力手段で入力した入力電力値を測定する入力電力測定手段を更に備え、上記制御手段は、上記指令電力量が下降すると共に実電力量が下降した際に、上記入力電力測定手段で測定した入力電力値に基づいて、上記燃料電池から取り出す電力量を制御することを特徴とする請求項１記載の電力制御装置。
【請求項４】
燃料電池で発電した電力を負荷回路に供給するとともに二次電池に蓄積する電力制御方法において、
外部から指令電力量を示す信号に基づく指令電力量が上昇すると共に実電力量が上昇した際に、入力した上記指令電力量と、上記負荷回路に供給する実電力量との差分電力量を求めて、この差分電力量を上記二次電池から上記負荷回路に供給して、当該差分電力量を記憶しておき、その後に、上記指令電力量が下降すると共に実電力量が下降した際に、上記差分電力量を、上記二次電池に供給する充電電力量として充電させることを特徴とする電力制御方法。
【請求項５】
上記二次電池に供給する充電電力量を制御するに際して、上記差分電力量と上記充電電力量を同じとすることを特徴とする請求項４記載の電力制御方法。
【請求項６】
上記燃料電池から入力した入力電力値を測定し、上記指令電力量が下降すると共に実電力量が下降した際に、上記入力電力値に基づいて、上記燃料電池から取り出す電力量を制御することを特徴とする請求項４記載の電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷を駆動するために、電源からの電力を負荷回路に供給する制御をする電力制御装置及び電力制御方法に関し、詳しくは、燃料電池で発電した電力をモータ等に供給する制御をする電力制御装置及び電力制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、負荷に電力を供給する電力供給制御装置としては、例えば特開平６−２４５３２０号公報に開示されているように、駆動源としてエンジン及びモータを使用するシリーズハイブリッド車（ＳＨＶ）に搭載されるエンジン駆動発電機に使用されるものが知られている。エンジン駆動発電機は、エンジン及びエンジンの機械出力により駆動される発電機により構成されており、発電した電力をモータの駆動に使用する他、二次電池（バッテリ）の充電電力として使用する。
【０００３】
この公報に開示された電力供給制御装置では、エンジン駆動発電機及び二次電池からモータに供給される電力が検出され、平均供給電力を所定時間ごとに演算する。そして、電力供給制御装置は、演算した平均供給電力に基づいて二次電池の発電目標値を設定し、エンジン駆動発電機の発電電力を制御する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の電力供給制御装置では、外部からの発電指令に対して実際に発電する実発電量の遅れが避けられないことが多く、モータの消費電力に対する発電電力の不足分を二次電池から放電してモータに不足分の電力供給をし発電指令に実発電量が追いついた後、モータの消費電力に対する発電電力の余剰分を二次電池に充電する。
【０００５】
ここで、電力源として燃料電池を使用し、電力制御装置により燃料電池の発電量を制御することでモータに電力を供給する燃料電池システムが知られているが、電力制御装置から燃料電池に発電指令を供給したときに遅延が発生すると、モータ消費電力に対する発電電力の不足分を二次電池から放電し、二次電池の充電量が次第に低下するため、走行以外での二次電池の容量調整回数が増加するという問題点がある。
【０００６】
すなわち、従来では、図９（ａ）に示すように時刻ｔ１〜時刻ｔ３まで電力値ｘ１の指令電力をモータに供給する命令がされると、図９（ｂ）に示すように時刻ｔ１からある程度遅れた時刻ｔ２から燃料電池スタックの発電が開始して、徐々に指令電力ｘ１となり、時刻ｔ３となると発電を終了する。このとき、電力供給制御装置では、図９（ｃ）に示すように、燃料電池の発電電力で指令電力を賄いきれない電力量を、図９（ｃ）中の斜線部で示すようにバッテリから放電する電力で補う。
【０００７】
このように発電指令に対して実電力量が遅れると、遅れた分に相当する不足分を二次電池から放電し、遅れた分に相当する実電力量の余剰分を二次電池に充電する必要が生じ、充電容量が少ない二次電池を使用すると頻繁に走行以外の用途で二次電池の容量調整を行う必要があるという問題点がある。
【０００８】
また、上述の対応遅れによる二次電池の影響を小さくするために、充電容量を大きな二次電池を使用すると、コストが高くなり、車両に搭載することが困難となるという問題点がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて提案されたものであり、電力供給の遅れによる二次電池の容量調整をなくし、モータ等の負荷に電力供給するシステムを安価に実現することができる電力制御装置及び電力制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、請求項１の発明は、燃料電池で発電した電力を負荷回路に供給するとともに二次電池に蓄積する電力制御装置において、上記燃料電池からの発電電力を入力する発電電力入力手段と、上記発電電力入力手段で入力して上記負荷回路に供給する実電力量を測定する実電力量測定手段と、外部から指令電力量を示す信号が入力される信号入力手段と、上記発電電力入力手段で入力された発電電力を上記負荷回路に供給する電力供給手段と、上記指令電力量が上昇すると共に実電力量が上昇した際に、上記信号入力手段で入力した指令電力量と、上記実電力量測定手段での実電力量との差分電力量を求めて、この差分電力量を上記二次電池から上記負荷回路に供給して、当該差分電力量を記憶しておき、その後に、上記指令電力量が下降すると共に実電力量が下降した際に、上記記憶しておいた差分電力量を、上記発電電力入力手段から上記二次電池に供給する充電電力量として充電させる制御手段とを備える。
【００１１】
請求項２の発明において、上記制御手段は、上記差分電力量と上記充電電力量を同じとする。
【００１２】
請求項３の発明においては、上記発電電力入力手段で入力した入力電力値を測定する入力電力測定手段を更に備え、上記制御手段は、上記指令電力量が下降すると共に実電力量が下降した際に、上記入力電力測定手段で測定した入力電力値に基づいて、上記燃料電池から取り出す電力量を制御する。
【００１３】
上述の課題を解決するために、請求項４の発明は、燃料電池で発電した電力を負荷回路に供給するとともに二次電池に蓄積する電力制御方法において、外部から指令電力量を示す信号に基づく指令電力量が上昇すると共に実電力量が上昇した際に、入力した上記指令電力量と、上記負荷回路に供給する実電力量との差分電力量を求めて、この差分電力量を上記二次電池から上記負荷回路に供給して、当該差分電力量を記憶しておき、その後に、上記指令電力量が下降すると共に実電力量が下降した際に、上記差分電力量を、上記二次電池に供給する充電電力量として充電させる。
【００１４】
請求項５の発明は、上記二次電池に供給する充電電力量を制御するに際して、上記差分電力量と上記充電電力量を同じとする。
【００１５】
請求項６の発明は、燃料電池から入力した入力電力値を測定し、上記指令電力量が下降すると共に実電力量が下降した際に、上記入力電力値に基づいて、上記燃料電池から取り出す電力量を制御する。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、指令電力量が上昇すると共に実電力量が上昇した際に、指令電力量と、実電力量との差分電力量を求めて、この差分電力量を二次電池から負荷回路に供給し、指令電力量が下降すると共に実電力量が下降した際に、差分電力量に基づいて、二次電池に供給する充電電力量を制御するので、指令電力量が下降するときに増加時の差分電力値を充電して二次電池を効率良く使用して二次電池の容量を小さくすることができ、走行以外での二次電池の容量調整の回数を少なくすることができる。したがって、この電力制御装置によれば、車両に搭載するに際しての自由度を多くし、コスト低減に寄与することができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、差分電力量と充電電力量を同じとするので、指令電力量が上昇したときに二次電池から取り出された電力量を、指令電力量が下降したときに二次電池に充電することができ、二次電池を効率よく使用して二次電池の容量を小さくすることができ、走行以外での二次電池の容量調整の回数を少なくすることができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、指令信号に基づく電力量が下降すると共に実電力量が下降した際に、入力電力値に基づいて、二次電池に供給する充電電力量を制御するので、燃料電池の寿命を長くすることができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、指令信号に基づく電力量が上昇すると共に実電力量が上昇した際に、入力した指令信号に基づく電力量と実電力量との差分電力量を求めて、この差分電力量を二次電池から負荷回路に供給し、指令電力量が下降すると共に実電力量が下降した際に、差分電力量に基づいて、二次電池に供給する充電電力量を制御するので、指令電力量が下降するときに増加時の差分電力値を充電して二次電池を効率良く使用して二次電池の容量を小さくすることができ、走行以外での二次電池の容量調整の回数を少なくすることができる。したがって、この電力制御装置によれば、車両に搭載するに際しての自由度を多くし、コスト低減に寄与することができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、二次電池に供給する充電電力量を制御するに際して、差分電力量と充電電力量を同じとするので、指令電力量が上昇したときに二次電池から取り出された電力量を、指令電力量が下降したときに二次電池に充電することができ、二次電池を効率よく使用して二次電池の容量を小さくすることができ、走行以外での二次電池の容量調整の回数を少なくすることができる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、入力した入力電力値を測定し、指令信号に基づく電力量が下降すると共に実電力量が下降した際に、上記燃料電池から取り出す電力量を制御するので、燃料電池の寿命を長くすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えば図１に示すように構成された燃料電池システムに適用される。
【００２３】
［燃料電池システムの構成］
図１に、燃料電子システムの構成を示す。この燃料電池システムは、水素含有ガス及び燃料ガスが供給されて発電する燃料電池スタック１を備えるものである。この燃料電池スタック１は、例えば固体高分子電解質膜を挟んで酸化剤極と燃料極を対設した燃料電池構造体をセパレータで狭持した複数の燃料電池構造体からなる。この燃料電池スタック１は、酸化剤極側に酸化剤ガスとして空気が供給されるとともに、燃料極側に燃料ガスとして水素ガスが供給されることで発電をして、例えば自動車等の駆動源として利用される。
【００２４】
この燃料電子システムは、燃料電池スタック１に空気を供給するコンプレッサ２、コンプレッサモータ３、コンプレッサモータインバータ４、コンプレッサモータインバータ制御部５を備える。この燃料電子システムでは、燃料電池スタック１を発電させるに際して、後述のコントローラ１４からコンプレッサモータインバータ制御部５に制御信号が供給されると共に、コンプレッサモータインバータ４及びコンプレッサモータ３に電力が供給される。これにより、燃料電子システムでは、コンプレッサモータインバータ制御部５によりコンプレッサモータインバータ４を制御し、コンプレッサモータ３の回転数を制御して、コンプレッサ２から燃料電池スタック１に供給する空気量を制御する。
【００２５】
また、燃料電子システムは、燃料電池スタック１に供給する水素ガスを貯蔵する水素貯蔵装置６を備える。この燃料電子システムでは、燃料電池スタック１で発電をするに際して、コントローラ１４から水素貯蔵装置６に制御信号が供給され、水素貯蔵装置６により燃料電池スタック１に供給する水素ガス量を制御する。
【００２６】
更に、燃料電子システムは、燃料電池スタック１で発電した電力を入力する強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７、燃料電池スタック１で発電した電力を蓄積する二次電池８、例えば１２［Ｖ］の電源電力を各部に供給する１２Ｖ用ＤＣ／ＤＣコンバータ９、１２［Ｖ］の電源電力となる電力を蓄積する１２Ｖバッテリ１０、負荷となる駆動モータ１１、駆動モータ１１に供給する電力を調整する駆動モータインバータ１２、駆動モータインバータ制御部１３を備える。この燃料電子システムでは、燃料電池スタック１からの発電電力を、強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７を介して二次電池８に蓄電すると共に、１２Ｖ用ＤＣ／ＤＣコンバータ９を介して１２Ｖバッテリ１０に蓄電する。また、この燃料電子システムでは、燃料電池スタック１からの発電電力をコンプレッサモータインバータ４を介してコンプレッサモータ３に供給してコンプレッサモータ３を駆動すると共に、駆動インバータ１２を介して駆動モータ１１に供給して駆動モータ１１を駆動する。
【００２７】
更にまた、燃料電子システムは、外部のイグニッションスイッチ（ＩＧＮ）センサ２１、アクセルセンサ２２及びインストメータ２３と接続され、上述した各部を制御するコントローラ１４を備える。このコントローラ１４は、イグニッションスイッチセンサ２１又はアクセルセンサ２２からのセンサ信号に従って、上述した各部に制御信号を出力し、インストメータ２３を用いて燃料電子システムの発電状態を車両利用者に提示する。
【００２８】
［強電用ＤＣ／ＤＣコンバータの構成］
図２に、上述の燃料電池システムに含まれる強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７の機能的な構成を示す。ここで強電用ＤＣ／ＤＣコンバータは、コントローラ１４からの電力指令に従って、燃料電池から実際に電力を取り出すためのものである。図２によれば、強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、入力電力測定部３１と、出力電力測定部３２と、コントローラ１４と接続された通信部３３と、実電力値・電力量演算部３４と、指令電力値・電力量演算部３５と、電力量比較部３６と、動作定数演算部３７と、電力量記憶部３８とを備える。
【００２９】
入力電力測定部３１は、上述の燃料電池スタック１と接続され、燃料電池スタック１で発電した発電電力を測定する。出力電力測定部３２は、二次電池８等と接続され、強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７から出力する出力電力を測定し、出力電力を示す信号を実電力値・実電力量演算部３４に出力する。実電力値・実電力量演算部３４は、出力電力に基づいて、強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７から実際に出力している実電力値及び実電力量を演算して、実電力量を電力量比較部３６に出力する。
【００３０】
通信部３３は、上述のコントローラ１４から、駆動モータ１１及び二次電池８に供給する電力量の指令値である動作電力指令を受信し、受信した動作電力指令を指令電力値・電力量演算部３５及び動作定数演算部３７に出力する。指令電力値・電力量演算部３５は、通信部３３からの動作電力指令に基づいて、指令電力値及び指令電力量を演算して、指令電力量を電力量比較部３６に出力する。
【００３１】
電力量比較部３６は、実電力量と指令電力量との大小比較をし、電力量の差を電力量記憶部３８に出力する。電力量記憶部３８では、入力した電力量の差を記憶し、動作定数演算部３７によりその内容が読み出される。
【００３２】
動作定数演算部３７は、強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７が燃料電池スタック１からの発電電力を二次電池８又は駆動モータ１１に出力するときの電力量を制御するための動作定数を演算する。これにより、動作定数演算部３７は、燃料電池スタック１から駆動モータ１１及び二次電池８等に供給する電力量、を決定する。
【００３３】
この燃料電子システムでは、コントローラ１４から通信部３３に所定時間毎に動作電力指令を送信し、所定時間毎に動作定数演算部３７により動作定数を演算して、強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７から駆動モータ１１又は二次電池８に供給する電力量を変化させる。これにより、コントローラ１４では、強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７から駆動モータ１１又は二次電池８に供給する電力量を認識し、必要に応じて二次電池８から駆動モータ１１に電力供給をする。
【００３４】
［燃料電池システムの処理手順］
図３〜図５に、燃料電池スタック１での発電量を調整するときの燃料電池システムの処理手順を示す。図３〜図５に、燃料電池スタック１での発電量を調整するときの燃料電池システムの処理手順を示す。本処理手順による制御フローは図６に示すように所定時間ｔ毎に繰り返し行われる。ここで、始めに図６、図７を用いて図３〜図５の処理フローの概要を説明する。
【００３５】
図３に示す制御フローで、図６（ａ）に示す動作電力指令が増加しているか（ｔ１０→ｔ１１）、同じであるか（ｔ１１→ｔ１２、ｔ１２→ｔ１３．．．）、減少しているか（ｔ２０→ｔ２１）を判断した後、図４、図５に示す次の処理ルーチンに進む。すなわち、図６に示すようにｔ１で動作電力指令が増加した場合には、図４に示す増加ルーチンを行うことにより図６（ｂ）に示すようにｔ２で燃料電池１で発電する発電電力の増加が始まり、ｔ２〜ｔ３の動作電力指令の値が同じ間は前回と同じルーチンである増加ルーチンを行って燃料電池１の発電電力を動作電力指令値にサチレートするまで増加し、ｔ３に至り動作電力指令が減少した場合には、ｔ３〜ｔ４の間、燃料電池で１発電する発電電力を動作電力指令値になるまで減少する。
【００３６】
ここで、例えばｔ１２で行われる増加ルーチンでは、ｔ１２での動作電力指令に基づいてｔ１２〜ｔ１３間の指令電力量（Ｐａ）を求めると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ７からの出力電力を測定して実際の燃料電池１の発電電力（実電力量Ｐｂ）を計算し、図７に示すように前記指令電力量と実電力量の差ΔＡ１を求めた後ＤＣ／ＤＣコンバータの電力記憶部３８に記憶する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７の電力記憶部３８ではｔ１〜ｔ３間における各増加ルーチン毎に記憶した電力量を順次積算して動作電力指令の増加に伴ない二時電池８から持ち出した電力をＡ１とする。ｔ３〜ｔ４間に行われる減少ルーチンでは減速の際の電力Ａ２が前記電力Ａ１に等しくなるように動作常数を計算し、ＤＣ／ＤＣコンバータ７によって燃料電池１から取出す電力を制御する。
【００３７】
これにより、電力制御器であるＤＣ／ＤＣコンバータ７内の処理のみで、動作電力指令の増加する加速時等に燃料電池１の動作遅れのために二次電池８から取出した電力を動作電力指令の減少する減速時に補うことができる。
【００３８】
次に燃料電池システムの処理手順を各ステップ毎に説明する。図３によれば、先ず、ステップＳ１において、イグニッションスイッチセンサ２１からのセンサ信号によりイグニッションスイッチがオンとなっているか否かをコントローラ１４により判定する。イグニッションスイッチがオンとなっているときには処理をステップＳ２に進め、イグニッションスイッチがオンとなっていないときには処理を終了する。
【００３９】
ステップＳ２では、コントローラ１４からの動作電力指令を通信部３３で受信して、ステップＳ３に進む。動作電力指令は、例えば、図６に示すように時刻ｔ１から時刻ｔ３まで電力を駆動モータ１１に供給することを示す制御信号であり、アクセルセンサ２２からのセンサ信号に基づくアクセルの操作量に応じてコントローラ１４で生成される。また、コントローラ１４は、強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７に動作電力指令を出力すると共に、駆動モータインバータ制御部１３、コンプレッサモータインバータ制御部５及び水素貯蔵装置６にも指令値を出力する。ここで、コントローラ１４は、燃料電池スタック１から取り出す電力として、駆動モータ１１で消費する電力量と、コンプレッサ２で消費する電力量との合計値を示す動作電力指令を強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７に入力する。
【００４０】
ステップＳ３では、まずステップＳ２で受信した動作電力指令を通信部３３から指令電力値・電力量演算部３５及び動作定数演算部３７に出力する。そして、指令電力値・電力量演算部３５では、ステップＳ２で受信した今回の動作電力指令と前回の処理で受信した動作電力指令との比較をして同じ値であるか否かを判定し、ステップ３では、今回の動作電力指令と前回の動作電力指令とが同じ値でないときには動作が過渡状態にあると判定してステップＳ４に処理を進め、同じ値であるときには動作が定常状態にあると判定してステップＳ５に処理を進める。
【００４１】
ステップＳ５では、前回に行ったのと同じ後述の減少ルーチン又は増加ルーチンを行って再度処理をステップＳ１に戻す。
【００４２】
ステップＳ４では、ステップＳ２で受信した今回の動作電力指令と前回の動作電力指令との大小比較を指令電力・電力量演算部３５により行い、今回の動作電力指令が前回の動作電力指令よりも大きいか否かを判定する。指令電力値・電力量演算部３５は、今回の動作電力指令が前回の動作電力指令よりも大きいと判定したときにはステップＳ６に処理を進めて、後述の増加ルーチンを行って再度処理をステップＳ１に戻す。指令電力値・電力量演算部３５は、今回の動作電力指令が前回の動作電力指令よりも大きくないと判定したときにはステップＳ７に処理を進めて、後述の減少ルーチンを行って再度処理をステップＳ１に戻す。
【００４３】
図４に、増加ルーチンを行うときの処理手順を示す。増加ルーチンでは上述のステップＳ４で今回の動作電力指令が前回の動作電力指令よりも大きいと判定されたときにステップＳ１１の処理を開始する。ステップＳ１１では、動作定数演算部３７により強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７での動作定数を演算して処理をステップＳ１２に進める。この動作定数は、例えば、強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７から二次電池８等に出力するときの電力制御をスイッチング素子で切り替える場合において、このスイッチング素子を動作させるためのデューティ比を示す。
【００４４】
ステップＳ１２では、指令電力値・電力量演算部３５によりステップＳ２で受信した動作電力指令に基づく指令電力値及び指令電力量を求めてステップＳ１３に処理を進める。
【００４５】
ステップＳ１３では、ステップＳ１１で求めた動作定数で強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７を動作させてステップＳ１４に処理を進める。
【００４６】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３での動作により実際に出力されている出力電力を出力電力測定部３２により測定してステップＳ１５に処理を進める。
【００４７】
ステップＳ１５では、ステップＳ１４で得た出力電力を参照して実電力値・実電力量演算部３４により実電力量を計算して、ステップＳ１６に処理を進める。
【００４８】
ステップＳ１６では、ステップＳ１２で求めた指令電力量とステップＳ１５で求めた実電力量との差を電力量比較部３６により計算して後述の減少ルーチンで使用するために、一旦電力量記憶部３８に格納してステップＳ１に処理を戻す。
【００４９】
次のステップＳ１以降では、前回のステップＳ１６で求められて電力量記憶部３８に記憶された電力量を加算して記憶する。
【００５０】
図５に、減少ルーチンを行うときの処理手順を示す。図５によれば、上述のステップＳ４で今回の動作電力指令が前回の動作電力指令よりも大きくないと判定されたときに、ステップＳ２１の処理を行う。ステップＳ２１では、ステップＳ２で受信した動作電力指令に基づいて指令電力値・電力量演算部３５により指令電力値及び指令電力量を求めてステップＳ２２の処理に進む。
【００５１】
ステップＳ２２では、前回の指令電力値と今回の指令電力値とが同じ値か否かを指令電力値・電力量演算部３５により判定する。前回の指令電力値と今回の指令電力値とが同じ値でないときにはステップＳ２３に処理を進め、同じ値であるときにはステップＳ２４に処理を進める。
【００５２】
ステップＳ２３では、上述のステップＳ１６又は後述のステップＳ２７で求められて電力量記憶部３８に格納された指令電力量と実電力量との差と、指令電力値の変化値に基づいて立ち下がりのスルーレートを動作定数演算部３７により計算してステップＳ２４に処理を進める。このとき、動作定数演算部３７は指令電力値の増加に伴い二次電池から持ち出した、指令電力量と実電力量との差を二次電池に充電するための立ち下がりスルーレート、すなわち強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７の動作定数を計算する。
【００５３】
ステップＳ２４では、ステップＳ２３で求めた強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７の動作定数に従って燃料電池スタック１から電力を取り出して二次電池８に充電してステップＳ２５に処理を進める。
【００５４】
ステップＳ２５では、出力電力測定部３２により強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７からの出力電力を測定して、ステップＳ２６に処理を進める。
【００５５】
ステップＳ２６では、ステップＳ２５で測定した出力電力から実電力値・実電力量演算部３４により実電力量を計算してステップＳ２７に処理を進める。
【００５６】
ステップＳ２７では、ステップＳ２１で求めた指令電力量とステップＳ２６で求めた実電力量との差を電力量比較部３６により計算して、電力量記憶部３８に格納して、上述のステップＳ１に処理を戻す。
【００５７】
次のステップＳ１以降では、前回のステップＳ２７で求められて電力量記憶部３８に記憶された電力量を加算して記憶する。
【００５８】
この燃料電子システムでは、指令電力量が大きくなったときにはステップＳ６に進んで、図４に示す増加ルーチンを実行してステップＳ１６で求めた指令電力量と実電力量との差を計算して、繰り返すことで、燃料電池スタック１からの発電電力の不足分を二次電池８から補充した電力量Ａ１を計算することができる。
【００５９】
そして、この燃料電子システムでは、指令電力量が小さくなったときにはステップＳ７に進んで図５に示す減少ルーチンを実行して増加ルーチンで二次電池から補充した電力量を二次電池８に電力を充電することができる。また、この燃料電池システムでは、上述した減少ルーチンでも二次電池８への充電電力量Ａ２を計算することにより、減少ルーチン実行中に動作電力指令が変化したような場合にも、二次電池８からの補充と充電を過不足なく行うようにすることができる。
【００６０】
このような処理をする燃料電子システムでは、図６（ａ）に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ３までコントローラ１４から動作電力ｘ１が指令されたときに、燃料電池スタック１からの発電電力が図６（ｂ）に示すように、時刻ｔ１から遅れて時刻ｔ２から徐々に増加して時刻ｔ３から時刻ｔ４に亘って徐々に少なくする場合でも、図７に示すように、発電電力の少ない期間では二次電池８から駆動モータ１１に電力量Ａ１を供給し、時刻ｔ３〜時刻ｔ４までの駆動モータ１１にとって不要な電力量Ａ２を二次電池８に充電する。ここで、燃料電子システムは、電力量Ａ１と電力量Ａ２とを同じ電力量とするようにステップＳ２３で立ち下がりのスルーレート（動作定数）を計算する。
【００６１】
したがって、上述の燃料電子システムでは、二次電池８の容量調整を効率的に行うことができるために、二次電池８の容量を小さくすることができ、走行以外での二次電池８の容量調整回数を低減することができる。結果として、燃料電子システムでは、二次電池８の容量を小さくできるなど、車両に搭載するときの自由度が多くなり、コスト低減もできる。
【００６２】
つぎに、減少ルーチンの他の一例について図８を参照して説明する。
【００６３】
図８に示す減少ルーチンでは、図５に示す減少ルーチン中のステップＳ２７の次に、ステップＳ３１に処理を進める。
【００６４】
ステップＳ３１では、燃料電池スタック１から強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７で取り出した燃料電池スタック１からの入力電力を入力電力測定部３１で測定し、燃料電池スタック１からの入力電力と、予め設定した設定値とを大小比較し、燃料電池スタック１からの入力電力が設定値よりも大きいか否かの判定をする。燃料電池スタック１からの入力電力が設定値よりも大きいときには図４のステップＳ１に処理を戻し、燃料電池スタック１からの入力電力が設定値よりも大きくないときにはステップＳ３２に処理を進める。
【００６５】
ステップＳ３２では、燃料電池スタック１からの入力電圧が電力変換できる状態にないので、動作定数演算部３７で動作定数を停止状態にして強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７の電力変換を停止させて、再度ステップＳ１に戻る。
【００６６】
このような処理を行う燃料電子システムによれば、燃料電池スタック１の電圧状態を加味するので、図５に示した減少ルーチンを行う場合の効果に加えて、燃料電池スタック１の寿命を向上させることができる。
【００６７】
なお、上述の実施の形態では、動作定数により強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７が動作する一例について説明したが、これに限らず定数を算出式に置き換えても良いことは勿論である。
【００６８】
また、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した燃料電子システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した強電用ＤＣ／ＤＣコンバータの機能的な構成を示すブロック図である。
【図３】強電用ＤＣ／ＤＣコンバータの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】増加ルーチンを実行するときの強電用ＤＣ／ＤＣコンバータの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】減少ルーチンを実行するときの強電用ＤＣ／ＤＣコンバータの処理手順を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）はコントローラから出力される動作電力指令の時間と指令動作電力値との関係を示す図であり、（ｂ）は強電用ＤＣ／ＤＣコンバータから出力する電力値と時間との関係を示す図である。
【図７】駆動モータ又は二次電池に供給される電力値と時間との関係を示す図である。
【図８】減少ルーチンの他の一例を示すフローチャートである。
【図９】従来の電力供給制御装置の動作について説明するための図であり、（ａ）は指令電力値と時間との関係を示す図であり、（ｂ）は燃料電池の発電電力値と時間との関係を示す図であり、（ｃ）はモータへの供給電力と時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  燃料電池スタック
７  強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ
８  二次電池
１１  駆動モータ
１２  駆動モータインバータ
１４  コントローラ
３１  入力電力測定部
３２  出力電力測定部
３３  通信部
３４  実電力値・実電力量演算部
３５  指令電力・電力量演算部
３６  電力量比較部
３７  動作定数演算部
３８  電力量記憶部
【図１】
0003933868.tif 000002
【図２】
0003933868.tif 000003
【図３】
0003933868.tif 000004
【図４】
0003933868.tif 000005
【図５】
0003933868.tif 000006
【図６】
0003933868.tif 000007
【図７】
0003933868.tif 000008
【図８】
0003933868.tif 000009
【図９】
0003933868.tif 000010