(57)【要約】【課題】二次電池との間で電力の遣り取りを行う負荷回路の入出力端子対の間に過電圧が掛からないようにすること。【解決手段】電力供給システムでは、双方向昇降圧コンバータ２４における二次電池２１側の端子対の正極と負荷回路３０側の端子対の正極とを接続する迂回電路上に、スイッチ２６が配置されている。負荷回路３０の端子対の間の電圧ＶLOADが、所定の閾値ＶLIMを超えると（ステップＳ１０２；はい）、スイッチ２６が投入され（ステップＳ１０４）、負荷回路３０の端子対の間に蓄えられた電力と、負荷回路３０から出力される回生電力とが、二次電池２１に充電される。【選択図】図１
2009224126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を出力する燃料電池とその直流電力の供給先である負荷回路との間、及び、充放電自在な二次電池と前記負荷回路との間において、電力の供給形態を制御するための電源制御システムであって、
前記二次電池と前記負荷回路との間で力行電力又は回生電力の電圧を変換するための双方向電圧変換器、
前記双方向電圧変換器の入力端子対と出力端子対とにおける正極同士を接続する迂回電路上に配置された開閉器、及び、
前記負荷回路の入出力端子対の間の電圧が所定の閾値を超えた場合に、前記開閉器を投入する制御を行う制御部
を備えることを特徴とする電源制御システム。
【請求項２】
直流電力を出力する燃料電池とその直流電力の供給先である負荷回路との間、及び、充放電自在な二次電池と前記負荷回路との間において、電力の供給形態を制御するための電源制御システムであって、
前記二次電池と前記負荷回路との間で力行電力又は回生電力の電圧を変換するための双方向電圧変換器、
前記双方向電圧変換器の入力端子対と出力端子対とにおける正極同士を接続する迂回電路上に配置された開閉器、及び、
前記双方向電圧変換器が故障した場合に、前記開閉器を投入する制御を行う制御部
を備えることを特徴とする電源制御システム。
【請求項３】
前記双方向電圧変換器は、自己の故障を検知した場合にその旨を前記制御部に通知する機能を有し、
前記制御部は、故障を検知した旨が前記双方向電圧変換器から通知された場合に、前記開閉器を投入する制御を行う
ことを特徴とする請求項２記載の電源制御システム。
【請求項４】
前記負荷回路は、燃料電池自動車の車軸に回転力を供給するための交流電動機と、前記燃料電池及び前記二次電池からの直流電力を交流電力に変換して前記交流電動機に供給するための直交変換器とを含み、
前記制御部は、前記開閉器の投入後、前記電動機による回生電力の出力が停止されるよう前記直交変換器を制御してから、前記開閉器を開放する
ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の電源制御システム。
【請求項５】
直流電力を出力する燃料電池とその直流電力の供給先である負荷回路との間、及び、充放電自在な二次電池と前記負荷回路との間において、電力の供給形態を制御するための電源制御システムであって、
前記二次電池と前記負荷回路との間で力行電力又は回生電力の電圧を変換するための双方向電圧変換器、及び、
前記負荷回路の入出力端子対の間の電圧が所定の閾値を超えた場合に、前記双方向電圧変換器の入力端子対と出力端子対とにおける正極同士を短絡するよう前記双方向電圧変換器を制御する制御部
を備えることを特徴とする電源制御システム。
【請求項６】
前記負荷回路は、燃料電池自動車の車軸に回転力を供給するための交流電動機と、前記燃料電池及び前記二次電池からの直流電力を交流電力に変換して前記交流電動機に供給するための直交変換器とを含み、
前記制御部は、前記双方向電圧変換器の入力端子対と出力端子対とにおける正極同士を
短絡した後、前記電動機による回生電力の出力が停止されるよう前記直交変換器を制御してから、前記正極同士を開放する
ことを特徴とする請求項５記載の電源制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池から負荷回路への電力の供給形態を制御するための電源制御システムに、関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、燃料電池自動車は、電動機を駆動機関として備えているとともに、直流電力を出力する燃料電池を動力源として備えている。また、燃料電池自動車は、燃料電池の小型化の観点から、電動機を含む負荷回路と燃料電池との間に、直流電力を昇圧するための電圧変換器を、備えている。更に、燃料電池自動車は、電動機による回生エネルギーを再利用できるようにするため、充電自在な二次電池と、その二次電池での充放電を制御するための双方向電圧変換器とを、備えている（例えば特許文献１）。なお、一般に、負荷回路と燃料電池との間の回路は、燃料電池を保護するため、回生電気が燃料電池に向かって流れないよう、構成されている。
【０００３】
ところで、前述した双方向電圧変換器と雖も、電子部品であるから、何れ故障する。その双方向電圧変換器が故障して電気が流れなくなってしまうと、負荷回路内の電動機による回生エネルギーは、二次電池にも燃料電池にも送られないため、行き場を失い、負荷回路の入出力端子対間に、過電圧を発生させる。この過電圧は、負荷回路や電圧変換器などの電子部品の破壊を引き起こす要因となる。
【０００４】
また、双方向電圧変換器が故障していなくても、その他の何らかの要因により、負荷回路の入出力端子対の間に過電圧が掛かってしまっても、やはり、負荷回路や電圧変換器などの電子部品の破壊が引き起こされる可能性がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４８５３０号公報
【特許文献２】特開平０８−１１６６６３号公報
【特許文献３】特開平０７−２８８９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前述したような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、二次電池との間で電力の遣り取りを行う負荷回路の入出力端子対の間に過電圧が掛からないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために案出された電源制御システムの第１の態様は、直流電力を出力する燃料電池とその直流電力の供給先である負荷回路との間、及び、充放電自在な二次電池と負荷回路との間において、電力の供給形態を制御するため、二次電池と負荷回路との間で力行電力又は回生電力の電圧を変換するための双方向電圧変換器、その双方向電圧変換器の入力端子対と出力端子対とにおける正極同士を接続する迂回電路上に配置された開閉器、及び、負荷回路の入出力端子対の間の電圧が所定の閾値を超えた場合に、開閉器を投入する制御を行う制御部を備えることを、特徴としている。
【０００８】
このように構成されると、負荷回路の入出力端子対の間の電圧が所定の閾値を超えたときに、双方向電圧変換器の入力端子対と出力端子対における正極同士が短絡され、負荷回路の入出力端子対の間に蓄えられた電力と、負荷回路から出力される回生電力とが、二次電池に充電されるとととなる。このため、所定の閾値が、負荷回路や電圧変換器などの電
子部品の破壊を引き起こさない程十分低い値に設定されていれば、双方向電圧変換器の故障、又は、その他の要因により、負荷回路の入出力端子対の間の電圧が上昇したとしても、電子部品の破壊が生じない。
【０００９】
また、上記の課題を解決するため案出された電源制御システムの第２の態様は、直流電力を出力する燃料電池とその直流電力の供給先である負荷回路との間、及び、充放電自在な二次電池と負荷回路との間において、電力の供給形態を制御するため、二次電池と負荷回路との間で力行電力又は回生電力の電圧を変換するための双方向電圧変換器、その双方向電圧変換器の入力端子対と出力端子対とにおける正極同士を接続する迂回電路上に配置された開閉器、及び、双方向電圧変換器が故障した場合に、開閉器を投入する制御を行う制御部を備えることを、特徴としている。
【００１０】
このように構成されると、双方向電圧変換器が故障したときに、双方向電圧変換器の入力端子対と出力端子対における正極同士が短絡される。従って、双方向電圧変換器の故障中において、負荷回路から回生電力が出力されたとしても、その回生電力が、迂回電路を通って二次電池に充電され、負荷回路の入出力端子対の間には、過電圧が掛からない。その結果、負荷回路や電圧変換器などの電子部品の破壊が引き起こされることもない。
【００１１】
また、上記の課題を解決するため案出された電源制御システムの第３の態様は、直流電力を出力する燃料電池とその直流電力の供給先である負荷回路との間、及び、充放電自在な二次電池と負荷回路との間において、電力の供給形態を制御するため、二次電池と前記負荷回路との間で力行電力又は回生電力の電圧を変換するための双方向電圧変換器、及び、負荷回路の入出力端子対の間の電圧が所定の閾値を超えた場合に、双方向電圧変換器の入力端子対と出力端子対とにおける正極同士を短絡するよう双方向電圧変換器を制御する制御部を備えることを、特徴としている。
【００１２】
このように構成されると、前述した第１の態様の電源制御システムと同様に、負荷回路の入出力端子対の間の電圧が所定の閾値を超えたときに、双方向電圧変換器の入力端子対と出力端子対における正極同士が短絡され、負荷回路の入出力端子対の間に蓄えられた電力と、負荷回路から出力される回生電力とが、二次電池に充電されることとなる。このため、所定の閾値が、負荷回路や電圧変換器などの電子部品の破壊を引き起こさない程十分低い値に設定されていれば、双方向電圧変換器の故障、又は、その他の要因により、負荷回路の入出力端子対の間の電圧が上昇したとしても、電子部品の破壊が生じない。
【発明の効果】
【００１３】
従って、前述した電源制御システムによれば、二次電池との間で電力の遣り取りを行う負荷回路の入出力端子対の間に過電圧が掛からなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、前述した電源制御システムの実施形態である電力供給システムについて、添付図面に基づき、説明する。なお、以下に説明する電力供給システムは、燃料電池自動車の負荷回路である電装品に対して電力を供給するためのシステムである。
【実施形態１】
【００１５】
＜＜構成＞＞
図１は、第１の実施形態の電力供給システムの構成図である。
【００１６】
図１に示すように、第１の実施形態の電力供給システムは、負荷回路３０に接続された第１の電路１０と第２の電路２０とからなる。
【００１７】
＜負荷回路の構成＞
負荷回路３０は、交流モータ３１、インバータ３２、その他の電装品（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）３３、及び、電圧センサ３４を、含んでいる。
【００１８】
交流モータ３１は、電気エネルギーを機械的エネルギーに変換して燃料電池自動車の車軸に回転力を供給したり、その車軸の回転エネルギーを電気エネルギーに変換して回生電力として出力したりするための交流発電機である。
【００１９】
インバータ３２は、直流電力を交流電力に変換し、且つ、その逆変換を行うための直交変換器である。
【００２０】
電装品３３は、空調機、室内照明、カーオーディオ、カーナビゲーションシステム、電動シート装置、盗難防止装置、ヘッドライトシステムなどの機器である。
【００２１】
電圧センサ３４は、負荷回路３０全体の端子対の間に印加されている電圧ＶLOADを検出するための電子部品である。
【００２２】
インバータ３２の端子対は、それぞれ、負荷回路３０全体の端子対に接続され、電装品３３の端子対も、それぞれ、負荷回路３０全体の端子対に接続されている。従って、インバータ３２と電装品３３は、並列接続されている。
【００２３】
また、負荷回路３０全体の端子対には、第１の電路１０の端子対がそれぞれ接続されているとともに、第２の電路２０の端子対もそれぞれ接続されている。従って、第１の電路と第２の電路は、並列接続されている。
【００２４】
＜第１の電路の構成＞
第１の電路１０は、燃料電池（ＦＣ）１１、入力平滑キャパシタ１３、燃料電池昇圧コンバータ（Ｂｏｏｓｔ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１４、及び、出力平滑キャパシタ１５を、主に含んでいる。
【００２５】
燃料電池１１は、燃料としての水素と大気中の酸素とを化学反応させることによって直流電力を出力する発電装置である。燃料電池１１は、図示していないが、周知のように、複数の単セルからなるスタックと、各単セルに供給するための燃料が高圧に詰め込まれた燃料タンクと、各単セルに大気を送り込むための空気圧縮機とを、主要な構成として、備えている。また、スタックは、各単セルで発生する電力を出力するための出力端子対を、備えている。なお、図１において、上側の出力端子が正極であり、下側の出力端子が負極となっている。
【００２６】
燃料電池昇圧コンバータ１４は、入力された直流電力を昇圧しながら出力するための直流電圧変換器であり、この入力端子対は、それぞれ、燃料電池１１の出力端子対に接続され、出力端子対は、それぞれ、負荷回路３０の端子対に接続されている。
【００２７】
なお、この燃料電池昇圧コンバータ１４には、例えば、図２に示したような内部構成が、採用されている。図２の燃料電池昇圧コンバータ１４は、出力端子対（図中右側の端子対）を接続するアームを備え、そのアームでは、正側（図中上側）から負側（図中下側）へと順に、ダイオード１４ａとスイッチング素子１４ｂとが、直列に接続されている。ダイオード１４ａは、正側から負側へと電気が流れる方向とは逆の方向にその順方向を向けており（以下、このような接続状態を逆極性状態と表記する）、逆に、スイッチング素子１４ｂは、正側から負側へと電気が流れる方向にその順方向を向けている。さらに、このスイッチング素子１４ｂには、ダイオード１４ｃが並列接続されており、このダイオード
１４ｃも、逆極性状態となっている。図２の燃料電池昇圧コンバータ１４の負側の入力端子は、負側の出力端子と接続され、正側の入力端子は、リアクトル１４ｄを介して、アームにおけるダイオード１４ａとスイッチング素子１４ｂとの間の中点に、接続されている。従って、図２に例示された燃料電池昇圧コンバータ１４では、入力端子対に電圧が印加されている場合において、スイッチング素子１４ｂが導通状態となったときには、スイッチング素子１４ｂに電気が流れることによってリアクトル１４ｄに電磁エネルギーが蓄積される。逆に、スイッチング素子１４ｂが遮断状態となったときには、入力端子からリアクトル１４ｄとダイオード１４ａとを経由して出力端子の正極へ電気が流れるとともに、電流減小に伴ってリアクトル１４ｄが逆起電力として電磁エネルギーを放出することによりこの逆起電力による電圧が入力電圧に合成される。このスイッチング素子１４ｂの導通と遮断のスイッチング（チョッピング）間隔が制御されることにより、燃料電池昇圧コンバータ１４での昇圧量が制御される。
【００２８】
図１の入力平滑キャパシタ１３及び出力平滑キャパシタ１５は、何れも、電流を平滑化するための電子部品である。入力平滑キャパシタ１３は、燃料電池昇圧コンバータ１４の入力端子対の間にアームとして接続され、出力平滑キャパシタ１５は、燃料電池昇圧コンバータ１４の出力端子対の間にアームとして接続されている。
【００２９】
＜第２の電路の構成＞
第２の電路は、二次電池（ＢＡＴ）２１、電圧センサ２２、第１の平滑キャパシタ２３、双方向昇降圧コンバータ（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  ｂｕｃｋ−ｂｏｏｓｔ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２４、第２の平滑キャパシタ２５、及び、スイッチ２６を、主に含んでいる。
【００３０】
二次電池２１は、周知のように、直流電力の充電及び放電が自在である蓄電装置であり、入出力のための端子対を備えている。
【００３１】
双方向昇降圧コンバータ２４は、力行方向において入力された直流電力を昇圧しながら出力したり回生方向において入力された直流電力を降圧しながら出力したりするための直流電圧変換器である。力行方向において入力側となる端子対は、それぞれ、二次電池２１の端子対に接続され、力行方向において出力側となる端子対は、それぞれ、負荷回路３０における入出力のための端子対に接続されている。
【００３２】
なお、この双方向昇降圧コンバータ２４には、例えば、図３に示したような内部構成が、採用されている。図３の双方向昇降圧コンバータ２４は、力行方向において入力側となる端子対（図中左側の端子対）を接続する第１のアームに、２個のスイッチング素子２４ａ、２４ｂを備えているとともに、力行方向において出力側となる端子対（図中右側の端子対）を接続する第２のアームにも、２個のスイッチング素子２４ｃ、２４ｄを備えている。これら４個のスイッチング素子２４ａ〜２４ｄは、何れも、正側（図中上側）から負側（図中下側）へと電気が流れる方向にその順方向を向けている。また、これら４個のスイッチング素子２４ａ〜２４ｄには、それぞれダイオード２４ｅ〜２４ｈが並列接続されており、これら４個のダイオード２４ｅ〜２４ｈとも、逆極性状態となっている。さらに、第１のアームにおける２個のスイッチング素子２４ａ、２４ｂの間の中点は、第２のアームにおける２個のスイッチング素子２４ｃ、２４ｄの間の中点と、リアクトル２４ｉを介して、接続されている。従って、図３に例示された双方向昇降圧コンバータ２４は、力行方向において入力側となる端子対（図中左側の端子対）に電圧が印加されている場合であって、スイッチング素子２４ａが導通状態にあるとともに２個のスイッチング素子２４ｂ、２４ｃが遮断状態になっているときには、図２に例示した燃料電池昇圧コンバータ１４と等価な回路構成となる。このため、スイッチング素子２４ｄの導通と遮断のスイッチング（チョッピング）間隔が制御されることにより、双方向昇降圧コンバータ２４による
力行方向での昇圧量が制御される。一方、回生方向において入力側となる端子対（図中右側の端子対）に電圧が印加されている場合であって、２個のスイッチング素子２４ａ、２４ｄが遮断状態になっているときには、２個のスイッチング素子２４ｂ、２４ｃがともに導通状態となると、２個のスイッチング素子２４ｂ、２４ｃに電気が流れることによってリアクトル２４ｉに電磁エネルギーが蓄積され、逆に、２個のスイッチング素子２４ｂ、２４ｃがともに遮断状態となると、電流減少に伴ってリアクトル２４ｉが逆起電力として電磁エネルギーを放出することによりこの逆起電力による電圧が出力端子対（図中右側の端子対）に印加される。つまり、回生方向において、これら２個のスイッチング素子２４ｂ、２４ｃの導通と遮断のスイッチング（チョッピング）間隔が制御されることにより、双方向昇降圧コンバータ２４による回生方向での降圧量（回生電力が降圧される量）が制御される。
【００３３】
なお、第１の実施形態では、双方向昇降圧コンバータ２４は、過温度、過電流、過電圧などを検知して外部通知や駆動停止などを行う保護回路とともに１つのモジュール部品を構成している。このモジュール部品は、ＩＰＭ［Intelligent Power Module］やパワーＩＣ［Integrated Circuit］と称されている。
【００３４】
図１の第１及び第２の平滑キャパシタ２３、２５は、何れも、電流を平滑化するための電子部品である。第１の平滑キャパシタ２３は、双方向昇降圧コンバータ２４における二次電池２１側の端子対の間にアームとして接続され、第２の平滑キャパシタ２５は、双方向昇降圧コンバータ２４における負荷回路３０側の端子対の間にアームとして接続されている。
【００３５】
電圧センサ２２は、二次電池２１の出力端子対の間に印加されている電圧ＶBATを検出
するための電子部品である。
【００３６】
スイッチ２６は、回路の短絡と開放とを切り替えるための電子部品であり、双方向昇降圧コンバータ２４の両側の端子対における正極同士を接続する迂回電路上に配置されている。
【００３７】
＜制御主体＞
第１の実施形態の電力供給システムは、自システムを搭載した燃料電池車両のＥＣＵ［Electoronic control unit］４０によって、制御される。ＥＣＵ４０は、車両内の各種センサからの情報に基づいてエンジンやＡＢＳ［Antilock Brake System］や空調機などを
制御するためのユニットであり、図示していないが、Ｉ／Ｏ［Input/Output］インターフェースとＥＥＰＲＯＭ［Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory
］とＣＰＵ［Central Processing Unit］とＲＡＭ［Random Access Memory］とを主に備
えている。
【００３８】
このＥＣＵ４０は、第１の実施形態の電力供給システムを制御するための機能として、具体的には、負荷回路３０の端子対の間の電圧ＶLOADに基づいて燃料電池昇圧コンバータ１４のスイッチングを制御する機能、力行時において電圧ＶLOADに基づいて双方向昇降圧コンバータ２４のスイッチングを制御する機能、回生時において電圧ＶBATに基づいて双
方向昇降圧コンバータ２４のスイッチングを制御する機能、負荷回路３０内のインバータ３２を制御する機能、及び、第２の電路２０内のスイッチ２６の動作を制御する機能を、備えている。このうち、第２の電路２０内のスイッチ２６の動作を制御する機能は、例えば、スイッチ制御プログラム４１により実現される。
【００３９】
このスイッチ制御プログラム４１は、例えば、燃料自動車自動車における図示せぬイグニッションキーシリンダが回転されることによってイグニッション信号がオフ状態からオ
ン状態に切り替わることを契機として、図示せぬＣＰＵによって図示せぬＥＥＰＲＯＭから読み出されて実行される。
【００４０】
＜＜制御内容＞＞
図４は、スイッチ制御プログラム４１に従ってＥＣＵ４０（内のＣＰＵ）が実行するスイッチ制御処理の流れを示す図である。
【００４１】
スイッチ制御処理の開始後、最初のステップＳ１０１では、ＥＣＵ４０（内のＣＰＵ）は、負荷回路３０の端子対の間に印加されている電圧ＶLOADを電圧センサ３４から取得する。
【００４２】
次のステップＳ１０２では、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１０１で取得した電圧ＶLOADが所定の閾値ＶLIMを超過しているか否かを、判別する。そして、電圧ＶLOADが所定の閾値
ＶLIMを超過していなかった場合、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１０２からステップＳ１０
３へ処理を分岐させる。
【００４３】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ４０は、双方向昇降圧コンバータ２４とともにモジュール部品を構成している保護回路から故障発生通知があったか否かを、判別する。そして、故障発生通知がなかった場合、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１０３から処理を分岐させ、ステップＳ１０１へ処理を戻す。
【００４４】
これらステップＳ１０２及びＳ１０３の処理ループの実行中に、電圧ＶLOADが所定の閾値ＶLIMを超過した場合、又は、故障発生通知があった場合、ＥＣＵ４０は、ステップＳ
１０４へ処理を進める。
【００４５】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ４０は、第２の電路２０内のスイッチ２６を投入する制御を行う。
【００４６】
次のステップＳ１０５では、ＥＣＵ４０は、インバータ３２を制御する機能（として動作するＥＣＵ４０）が回生を停止する処理を完了するまで、待機する。そして、インバータ３２を制御する機能が回生を停止する処理を完了すると、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１０６へ処理を進める。
【００４７】
ステップＳ１０６では、ＥＣＵ４０は、第２の電路２０内のスイッチ２６を開放する制御を行う。その後、ＥＣＵ４０は、図４に係るスイッチ制御処理を終了する。
【００４８】
＜＜作用効果＞＞
第１の実施形態の電力供給システムでは、ＥＣＵ４０が、負荷回路３０の端子対の間の電圧ＶLOADと、双方向昇降圧コンバータ２４とともにモジュール部品を構成している保護回路からの故障発生通知の有無とを、監視している（ステップＳ１０１、Ｓ１０２；いいえ、Ｓ１０３；いいえ）。
【００４９】
この監視がなされている間に、負荷回路３０の端子対の間の電圧ＶLOADが、何らかの要因によって、所定の閾値ＶLIMを超えると、ＥＣＵ４０は、スイッチ２６を投入する制御
を行い、双方向昇降圧コンバータ２４の二次電池２１側の端子対と負荷回路３０側の端子対とにおける正極同士を短絡する（ステップＳ１０２；はい、Ｓ１０４）。すると、負荷回路３０の端子対の間に蓄えられた電力と、負荷回路３０から出力される回生電力とが、二次電池２１に充電されるとととなる。ここで、所定の閾値ＶLIMが、負荷回路３０や燃
料電池昇圧コンバータ１４などの電子部品の破壊を引き起こさない程十分低い値に設定されていれば、何らかの要因によって、負荷回路３０の端子対の間の電圧ＶLOADが上昇した
としても、その電圧ＶLOADが過電圧とならず、電子部品の破壊が生じない。つまり、電力供給システムが、第１の実施形態のように構成されると、ロバスト性（不確定変動に対する現状維持能力）が向上することとなる。
【００５０】
また、前述した監視がなされている間に、双方向昇降圧コンバータ２４が故障しても、ＥＣＵ４０は、スイッチ２６を投入する制御を行い、双方向昇降圧コンバータ２４の二次電池２１側の端子対と負荷回路３０側の端子対とにおける正極同士を短絡する（ステップＳ１０３；はい、Ｓ１０４）。これにより、双方向昇降圧コンバータ２４が故障している最中に、負荷回路３０から回生電力が出力されたとしても、その回生電力が、迂回電路を通って二次電池２１に充電され、負荷回路３０の端子対の間には、過電圧が掛からない。その結果、負荷回路３０や燃料電池昇圧コンバータ１４などの電子部品の破壊が引き起こされることもない。従って、双方向昇降圧コンバータ２４の故障に対し、電力供給システムのロバスト性が向上する。
【００５１】
なお、前述した第１の実施形態では、燃料電池１１と負荷回路３０との間に燃料電池昇圧コンバータ１４が備えられていたが、この燃料電池昇圧コンバータ１４は、無くてもよい。但し、負荷回路３０からの回生電気が燃料電池１１に流れないようにするため、燃料電池１１の出力端子対の正極と負荷回路３０の端子対の正極との間に、負荷回路３０に向かう方向を順方向とするダイオードが、備えられている必要がある。
【実施形態２】
【００５２】
＜＜構成＞＞
図５は、第２の実施形態の電力供給システムの構成図である。
【００５３】
図５と図１とを比較して明らかなように、第２の実施形態は、第２の電路２０にスイッチ２６を備えていない点で、第１の実施形態と相違する。その相違点以外の電子部品の構成については、第２の実施形態は、第１の実施形態と同じである。
【００５４】
第２の実施形態では、スイッチ２６が存在しないことに伴い、ＥＣＵ４０が実行する処理の内容が、若干異なっている。簡単に説明すると、ＥＣＵ４０は、第１の実施形態におけるスイッチ制御プログラム４１の代わりに、負荷回路３０の電子対の間の電圧ＶLOADが所定の閾値ＶLIMを超過したときに双方向昇降圧コンバータ２４を制御するためのコンバ
ータ制御プログラム４２を、備えている。
【００５５】
＜＜制御内容＞＞
図６は、コンバータ制御プログラム４２に従ってＥＣＵ４０（内のＣＰＵ）が実行するコンバータ制御処理の流れを示す図である。
【００５６】
コンバータ制御処理の開始後、最初のステップＳ２０１では、ＥＣＵ４０（内のＣＰＵ）は、負荷回路３０の端子対の間に印加されている電圧ＶLOADを電圧センサ３４から取得する。
【００５７】
次のステップＳ２０２では、ＥＣＵ４０は、ステップＳ２０１で取得した電圧ＶLOADが所定の閾値ＶLIMを超過しているか否かを、判別する。そして、電圧ＶLOADが所定の閾値
ＶLIMを超過していなかった場合、ＥＣＵ４０は、ステップＳ２０２から処理を分岐させ
、ステップＳ２０１へ処理を戻す。一方、電圧ＶLOADが所定の閾値ＶLIMを超過していた
場合、ＥＣＵ４０は、ステップＳ２０２からステップＳ２０３へ処理を進める。
【００５８】
ステップＳ２０３では、ＥＣＵ４０は、双方向昇降圧コンバータ２４におけるスイッチング制御を中断し、その双方向昇降圧コンバータ２４における第１アームの正極側のスイ
ッチング素子２４ａと、第２アームの正極側のスイッチング素子２４ｃとを、導通状態にするとともに、残りのスイッチング素子２４ｂ、２４ｄを遮断状態にする（図３参照）。これにより、双方向昇降圧コンバータ２４の二次電池２１側の端子対と負荷回路３０側の端子対とにおける正極同士が、短絡されることとなる。
【００５９】
次のステップＳ２０４では、ＥＣＵ４０は、インバータ３２を制御する機能（として動作するＥＣＵ４０）が回生を停止する処理を完了するまで、待機する。そして、インバータ３２を制御する機能が回生を停止する処理を完了すると、ＥＣＵ４０は、ステップＳ２０５へ処理を進める。
【００６０】
ステップＳ２０５では、ＥＣＵ４０は、双方向昇降圧コンバータ２４におけるスイッチング制御を再開する。その後、ＥＣＵ４０は、図６に係るコンバータ制御処理を終了する。
【００６１】
＜＜作用効果＞＞
第２の実施形態の電力供給システムでは、ＥＣＵ４０が、負荷回路３０の端子対の間の電圧ＶLOADを、監視している（ステップＳ２０１、Ｓ２０２；いいえ）。
【００６２】
この監視がなされている間に、負荷回路３０の端子対の間の電圧ＶLOADが、何らかの要因によって、所定の閾値ＶLIMを超えると、ＥＣＵ４０は、双方向昇降圧コンバータ２４
の両側の端子対における正極同士を短絡する（ステップＳ２０２；はい、Ｓ２０３）。すると、負荷回路３０の端子対の間に蓄えられた電力と、負荷回路３０から出力される回生電力とが、二次電池２１に充電されるとととなる。ここで、所定の閾値ＶLIMが、第１の
実施形態と同様に、負荷回路３０や燃料電池昇圧コンバータ１４などの電子部品の破壊を引き起こさない程十分低い値に設定されていれば、何らかの要因によって、負荷回路３０の端子対の間の電圧ＶLOADが上昇したとしても、その電圧ＶLOADが過電圧とならず、電子部品の破壊が生じない。つまり、電力供給システムが、第２の実施形態のように構成されても、ロバスト性が向上することとなる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１の実施形態の電力供給システムの構成図
【図２】燃料電池昇圧コンバータの内部構成の一例を示す図
【図３】双方向昇降圧コンバータの内部構成の一例を示す図
【図４】スイッチ制御処理の流れを示す図
【図５】第２の実施形態の電力供給システムの構成図
【図６】コンバータ制御処理の流れを示す図
【符号の説明】
【００６４】
１１    燃料電池
１３    入力平滑キャパシタ
１４    燃料電池昇圧コンバータ
１５    出力平滑キャパシタ
２１    二次電池
２３    平滑キャパシタ
２４    双方向昇降圧コンバータ
２４ａ  スイッチング素子
２４ｃ  スイッチング素子
２５    平滑キャパシタ
２６    スイッチ
３０    負荷回路
３１    交流モータ
３２    インバータ
３３    電装品
３４    電圧センサ
４０    ＥＣＵ
４１    スイッチ制御プログラム
４２    コンバータ制御プログラム
【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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