JP6044620B2 - 燃料電池車両 - Google Patents

Description

この発明は、燃料電池車両に関する。

燃料電池で発電した電気エネルギーによってモーターを駆動して走行する燃料電池車両等の燃料電池システムでは、例えば、特許文献１に記載されているように、燃料電池の反応ガスの一つである酸素を含む酸素含有ガス（空気）の燃料電池への供給は、エアーコンプレッサー（以下、「ＡＣＰ」とも呼ぶ）によって行われている。ＡＣＰは、ＡＣＰ用インバーターから供給される電力供給量に応じて回転が制御されるＡＣＰ用モーターによって駆動されている。例えば、ＡＣＰの送風量を増加させることは、ＡＣＰ用インバーターを制御してＡＣＰ用モーターを力行運転し、ＡＣＰ用モーターの回転を増加させることによって行われる。また、ＡＣＰの送風量を低下させることは、ＡＣＰ用インバーターを制御してＡＣＰ用モーターを回生制動することによって行われる。

特開２０１１−１８４８５号公報

しかしながら、ＡＣＰ用モーターを駆動するための力行許可パワーは、燃料電池からの出力を除いた場合、燃料電池をバックアップするための二次電池から供給可能なパワー（以下、「放電可能パワー」とも呼ぶ）によって制限される。このため、ＡＣＰ用モーターのトルク（以下、「ＡＣＰトルク」とも呼ぶ）も、通常、バッテリー放電可能パワーの制限値に応じて、その上限値（以下、「上限ガード値」とも呼ぶ）が制限されている。また、同様に、ＡＣＰ用モーターの回生許可パワーも、二次電池に充電可能なパワー（以下、「充電可能パワー」とも呼ぶ）によって制限されており、ＡＣＰ用モーターのＡＣＰトルクの下限値（以下、「下限ガード値」とも呼ぶ）も制限されている。これらの制限は、ＡＣＰ用モーターを上限ガード値以上のＡＣＰトルクで動作（駆動）させることができず、また、下限ガード値以下のＡＣＰトルクで動作（回生）させることができないことを意味している。従って、要求される回転数の指示に即してＡＣＰ用モーターを動作させることができず、要求回転数の指示に対するＡＣＰ用モーターの応答性、すなわち、ＡＣＰの応答性が十分ではない、という課題がある。

例えば、燃料電池車両においては、エンジンを搭載した車両におけるエンジンブレーキに代わる減速の仕組みとして、基本的には、駆動用モーターの回生制動が用いられている。そして、より大きな減速力を得る場合において、単純には、補機、例えば、ＡＣＰ用モーターの回転を増加させてＡＣＰによるエネルギー消費を増加させることにより、駆動モーターの回生エネルギーの消費速度を高める仕組みを用いることが考えられる。しかしながら、上述したようにＡＣＰトルクの上限ガード値による制限によって、ＡＣＰによるエネルギー消費の十分な増加が得られず、十分な減速力を得ることができない場合がある。

また、アクセルオフさせた場合に、ＡＣＰによるガス流量を急速に低下させて、燃料電池内の余剰な酸素含有ガスを削減することが、燃費向上の点で望ましいが、ＡＣＰトルクの下限ガード値による制限によって、ＡＣＰ用モーターの十分な回生制動を行なうことができず、ＡＣＰによるガス流量の急速低下を十分に行うことができない場合がある。

なお、特許文献１では、ＡＣＰ用モーターを回生制動する際に、二次電池の充電可能パワーから駆動用モーターの回生パワーを減算したパワーに基づいて、ＡＣＰ用モーターの回生可能パワーが算出されている。このため、ＡＣＰ用モーターの回生可能パワーは最大でも二次電池の充電可能パワーに制限されるものと考えられる。従って、上述したＡＣＰトルクの下限ガード値の制限について何ら解決されるものではない。また、上述したＡＣＰトルクの上限ガード値については何ら記載されていない。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部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。

（１）本発明の一形態によれば、燃料電池と二次電池とを備える燃料電池車両が提供される。この燃料電池車両は、負荷を駆動する駆動モーターと；前記燃料電池に酸素含有ガスを供給するポンプと；前記ポンプを駆動するポンプ用モーターと；前記駆動モーターと前記ポンプ用モーターの動作を制御する制御装置と；を備え、前記駆動モーターと前記ポンプ用モーターとは、前記二次電池との電力の受給を介さずに互いに電力を受給可能となるように、電力配線を介して互いに接続されている。前記制御装置は、前記ポンプ用モーターのトルクの上限ガード値を、前記二次電池の放電可能電力と前記燃料電池の出力電力と前記駆動モーターの回生電力とに基づいて定める、もしくは、前記ポンプ用モーターのトルクの下限ガード値を、前記二次電池の充電可能電力と前記燃料電池の出力電力と前記駆動モーターの駆動電力とに基づいて定める。
この形態の燃料電池車両によれば、駆動モーターとポンプ用モーターとが、二次電池との電力の受給を介さずに、互いに接続される電力配線を介して直接的に電力の受給が可能である。これにより、駆動モーターの回生電力を、ポンプ用モーターの駆動電力として利用することができ、もしくは、ポンプ用モーターの回生電力を駆動モーターの駆動電力として利用することができる。従って、駆動モーターの動作状態に応じて、ポンプ用モーターのトルクの上限ガード値もしくは下限ガード値を変化させることができる。この結果、要求回転数の指示に対するポンプ用モーターの応答性、すなわち、ポンプの応答性を向上させることが可能となる。

（２）上記形態の燃料電池車両において、前記ポンプ用モーターのトルクの下限ガード値を、前記二次電池の充電可能電力と前記燃料電池の出力電力とに加えて前記駆動モーターの駆動電力にも基づいて定め、前記駆動モーターが力行の状態である場合には、前記駆動モーターの駆動電力が大きいほど前記ポンプ用モーターの前記トルクの前記下限ガード値を低くするようにしてもよい。
この形態の燃料電池車両によれば、ポンプ用モーターのトルクの下限ガード値を低くすることにより、ポンプ用モーターの回生電力を駆動モーターの駆動電力として利用することができ、燃料電池へ供給される余剰な酸素含有ガスの削減を速めることができ、燃料電池で消費される燃費を向上させることが可能である。

（３）上記形態の燃料電池車両において、前記ポンプ用モーターのトルクの上限ガード値を、前記二次電池の放電可能電力と前記燃料電池の出力電力とに加えて前記駆動モーターの回生電力にも基づいて定め、前記駆動モーターが回生の状態である場合には、前記駆動モーターの回生電力が大きいほど前記ポンプ用モーターの前記トルクの前記上限ガード値を高くするようにしてもよい。
この形態の燃料電池車両によれば、ポンプ用モーターのトルクの上限ガード値を高くすることにより、駆動モーターの回生電力を二次電池への充電電力だけでなくポンプ用モーターの駆動電力として利用することができるので、駆動モーターの減速力を高めることが可能となる。

なお、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、燃料電池車両の他、燃料電池システム、燃料電池車両の制御方法、燃料電池システムの制御方法等、様々な形態で実現することができる。

本発明の一実施形態の燃料電池システムとしての燃料電池車両の構成を示す概略図である。 制御装置によって実行されるＡＣＰ用モーターのＡＣＰトルクの制限値の制御について示すフローチャートである。 アクセルをオフした際のＡＣＰトルクの上限ガード値及び下限ガード値の変更による効果について示す説明図である。

図１は本発明の一実施形態の燃料電池システムとしての燃料電池車両１０の構成を示す概略図である。燃料電池車両１０は、燃料電池（Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ、「ＦＣ」とも略す）や二次電池（「ＢＡＴ」とも略す）が出力する電力（電気エネルギー）を駆動源として駆動モーターを駆動して車輪を回転させることにより走行する燃料電池システムである。

燃料電池車両１０は、燃料電池（ＦＣ）１１０と、ＦＣ昇圧コンバーター１２０と、パワーコントロールユニット１３０と、駆動モーター１３６と、エアーコンプレッサー用モーター１３８と、エアーコンプレッサー１３９と、二次電池１４０と、ＳＯＣ検出部１４２と、制御装置１８０と、を備える。なお、パワーコントロールユニットは「ＰＣＵ」と、駆動モーターは「ＴＭＧ」と、エアーコンプレッサーは「ＡＣＰ」と、ＡＣＰ用モーターは「ＡＣＰＭＧ」と、それぞれ略して示す場合もある。

また、燃料電池車両１０は、燃料電池１１０の発電のための設備として反応ガスの供給部や排出部、冷媒供給部などを搭載し、車両としての種々の機構等を搭載しているが、それらの図示及び説明は省略する。但し、反応ガスの供給部や排出部、冷媒供給部に含まれるポンプやモーター等の機器（「補機」とも呼ばれる）のうち、酸化ガス用のＡＣＰ（「ＦＣ用ＡＣＰ」とも呼ぶ）１３９及びＡＣＰ用モーター１３８については後述する制御に関係するため、独立して図示した。

燃料電池１１０は、燃料ガスとしての水素と酸化ガスとしての空気（具体的には、酸素含有ガスとしての空気に含まれる酸素）の供給を受けて発電する固体高分子形燃料電池である。二次電池１４０は、例えばリチウムイオン電池で構成することができる。なお、燃料電池１１０や二次電池１４０としては、固体高分子形燃料電池やリチウムイオン電池に限らず、他の種々のタイプの燃料電池や充放電可能な電池を採用することができる。

制御装置１８０は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えるマイクロコンピューターによって構成されている。制御装置１８０は、運転者による運転モード切替スイッチ（不図示）を介した切り替え操作を受け付け、燃料電池車両１０の運転モードを切り替える。ここで、本実施形態の燃料電池車両１０は、運転モードとして、「通常走行モード」を有している。

「通常運転モード」とは、燃料電池車両１０を運転者の操作に基づき走行させるためのモードである。通常運転モードが選択されているときには、制御装置１８０は、運転者によるアクセル操作などの操作を受け付け、その操作内容に応じて、燃料電池１１０の発電や二次電池１４０の充放電を制御する。

燃料電池１１０は、ＦＣ昇圧コンバーター１２０を介して高圧直流配線ＤＣＨに接続され、高圧直流配線ＤＣＨを介してＰＣＵ１３０に含まれるＴＭＧドライバー１３２及びＡＣＰＭＧドライバー１３７に接続されている。また、二次電池１４０は、低圧直流配線ＤＣＬを介してＰＣＵ１３０に含まれるＤＣ／ＤＣコンバーター１３４に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバーター１３４が高圧直流配線ＤＣＨに接続されている。

ＦＣ昇圧コンバーター１２０は、燃料電池１１０の出力電圧ＶＦＣをＴＭＧドライバー１３２及びＡＣＰＭＧドライバー１３７で利用可能な高圧電圧ＶＨに昇圧する。

ＴＭＧドライバー１３２は、ギア等を介して車輪ＷＬを駆動する駆動モーター（ＴＭＧ）１３６に接続されている。駆動モーター１３６は、三相コイルを備える同期モーターによって構成されている。ＴＭＧドライバー１３２は、三相インバーター回路によって構成され、ＦＣ昇圧コンバーター１２０を介して供給される燃料電池１１０の出力電力およびＤＣ／ＤＣコンバーター１３４を介して供給される二次電池１４０の出力電力を三相交流電力に変換して駆動モーター１３６に供給する。駆動モーター１３６は供給された電力に応じたトルクで車輪ＷＬを駆動し、車輪ＷＬは駆動モーター１３６の回転に伴って回転する。

ＡＣＰＭＧドライバー１３７は、ＡＣＰ１３９を駆動するＡＣＰ用モーター（ＡＣＰＭＧ）１３８に接続されている。ＡＣＰ用モーター１３８は、駆動モーター１３６と同様に、三相コイルを備える同期モーターによって構成されている。ＡＣＰＭＧドライバー１３７は、ＴＭＧドライバー１３２と同様に、三相インバーター回路によって構成され、ＦＣ昇圧コンバーター１２０を介して供給される燃料電池１１０の出力電力およびＤＣ／ＤＣコンバーター１３４を介して供給される二次電池１４０の出力電力を三相交流電力に変換してＡＣＰ用モーター１３８に供給する。ＡＣＰ用モーター１３８は供給された電力に応じたトルクでＡＣＰ１３９を駆動し、ＡＣＰ１３９はＡＣＰ用モーター１３８の回転に応じて燃料電池１１０に空気（エアー）を供給する。

また、ＴＭＧドライバー１３２は、駆動モーター１３６の回生制動による回生電力（回生エネルギー）を高圧直流配線ＤＣＨに出力することが可能であり、ＡＣＰＭＧドライバー１３７は、ＡＣＰ用モーター１３８の回生制動による回生電力（回生エネルギー）を高圧直流配線ＤＣＨに出力することが可能である。従って、駆動モーター１３６はＡＣＰ用モーターの回生電力の供給を受けて駆動（力行動作）可能であり、ＡＣＰ用モーター１３８は駆動モーター１３６の回生電力の供給を受けて駆動（力行動作）可能である。

なお、駆動モーター１３６およびＴＭＧドライバー１３２が本発明の「駆動モーター」および「駆動モーター用駆動回路」に相当する。また、ＡＣＰ１３９及びＡＣＰ用モーター１３８が本発明の「ポンプ」および「ポンプ用モーター」に相当し、ＡＣＰＭＧドライバー１３７が本発明の「ポンプ用駆動回路」に相当する。また、高圧直流配線ＤＣＨが本発明の「駆動モーター用駆動回路とポンプ用駆動回路とを互いに接続する電力配線」に相当する。

制御装置１８０は、通常走行モードのときには、ＴＭＧドライバー１３２と、ＤＣ／ＤＣコンバーター１３４と、ＡＣＰＭＧドライバー１３７とにそれぞれ、アクセル開度に応じた駆動信号を生成して送信する。ＴＭＧドライバー１３２およびＡＣＰＭＧドライバー１３７は、それぞれ、制御装置１８０の駆動信号に応じて、交流電圧のパルス幅を調整するなどして、駆動モーター１３６およびＡＣＰ用モーター１３８にアクセル開度に応じた回転駆動を実行させる。これにより、燃料電池車両１０の走行が行われる。

ＤＣ／ＤＣコンバーター１３４は、制御装置１８０からの駆動信号に応じて高圧直流配線ＤＣＨの電圧レベルを可変に調整し、二次電池１４０の充電／放電の状態を切り替える。ＤＣ／ＤＣコンバーター１３４は、二次電池１４０が放電状態の場合には、二次電池の出力電圧ＶＢＡＴをＴＭＧドライバー１３２及びＡＣＰＭＧドライバー１３７で利用可能な高圧電圧ＶＨに変換し、二次電池１４０が充電状態の場合には、ＦＣ昇圧コンバーター１２０から出力される高圧電圧ＶＨを二次電池１４０に充電可能な低圧電圧ＶＬに変換する。なお、駆動モーター１３６において回生電力が発生する場合には、その回生電力は、ＴＭＧドライバー１３２によって直流電力に変換され、後述するようにＡＣＰ用モーター１３８に供給され、あるいは、ＤＣ／ＤＣコンバーター１３４を介して二次電池１４０に供給される。また、ＡＣＰ用モーター１３８において回生電力が発生する場合には、その回生電力は、ＡＣＰＭＧドライバー１３７によって直流電力に変換され、後述するように駆動モーター１３６に供給され、あるいはＤＣ／ＤＣコンバーター１３４を介して二次電池１４０に供給される。

ＳＯＣ検出部１４２は、二次電池１４０の充電状態（ＳＯＣ）を検出し、制御装置１８０に送信する。なお、本明細書において「充電状態（ＳＯＣ）」とは、二次電池１４０の満充電容量に対する現在の充電残量（蓄電量）の比率を意味する。ＳＯＣ検出部１４２は、二次電池１４０の温度や、出力電圧、出力電流を検出し、それらの検出値に基づき、ＳＯＣを検出する。

制御装置１８０は、ＳＯＣ検出部１４２が検出したＳＯＣを取得し、取得したＳＯＣに基づき、二次電池１４０のＳＯＣが所定の範囲内に収まるように、二次電池１４０の充放電を制御する。

図２は、制御装置１８０によって実行されるＡＣＰ用モーター１３８のトルク（「ＡＣＰトルク」とも呼ぶ）の制限値の制御について示すフローチャートである。このＡＣＰトルク制限制御は、不図示のスタータースイッチがオンとされて燃料電池システムの起動が指示されることによって開始される。

ステップＳ１０において、駆動モーター（ＴＭＧ）１３６が力行動作状態であるか回生動作状態であるか判断され、力行動作状態である場合にはステップＳ１１〜Ｓ１３の処理が実行され、回生動作状態である場合にはステップＳ１４〜Ｓ１６の処理が実行される。

力行動作状態の場合、まず、ステップＳ１１では、ＡＣＰ用モーター１３８に対して許可できる回生電力（「ＡＣＰ回生許可パワー」とも呼ぶ）Ｐｒｅｇが、次式（１）に従って算出される。
Ｐｒｅｇ＝Ｂｉｎ−ＦＣｏｕｔ＋ＭＧｄ ・・・（１）
ここで、Ｂｉｎは二次電池１４０の充電可能電力（「充電可能パワー」とも呼ぶ）であり、ＦＣｏｕｔは燃料電池１１０の出力電力であり、ＭＧｄは駆動モーター１３６の駆動電力（消費電力）である。

次に、ステップＳ１２では、ＡＣＰ回生許可パワーＰｒｅｇを回生可能とするＡＣＰ用モーター１３８のＡＣＰトルク（「ＡＣＰ回生可能トルク」とも呼ぶ）Ｔｒｅｇが、次式（２）に従って算出される。
Ｔｒｅｇ＝Ｋｒｅｇ・Ｐｒｅｇ／Ｎｒｅｇ ・・・（２）
ここで、Ｋｒｅｇは定数であり、Ｎｒｅｇは回生回転数（ここでは、ＡＣＰ回生許可パワーの算出時におけるＡＣＰ用モーター１３８の回転数）である。

そして、ステップＳ１３では、ＡＣＰ用モーター１３８に対して設定可能なＡＣＰトルクの下限側の制限値（「下限ガード値」とも呼ぶ）Ｔｄｌは、下限基準値Ｔｄｌｒよりも低い（Ｔｄｌｒ−Ｔｒｅｇ）に変更され、上限側の制限値（「上限ガード値」とも呼ぶ）Ｔｕｌは後述する上限基準値Ｔｕｌｒのままとされる。なお、下限基準値Ｔｄｌｒは、上式（１）から燃料電池１１０の出力電力ＦＣｏｕｔおよび駆動モーター１３６の駆動電力ＭＧｄを除いた、すなわち、二次電池１４０の充電可能パワーＢｉｎに相当するＡＣＰ回生許可パワーに対応するＡＣＰ回生可能トルクである。

これに対して、回生動作状態の場合、まず、ステップＳ１４では、ＡＣＰ用モーター１３８に対して許可できる駆動電力（「ＡＣＰ駆動許可パワー」とも呼ぶ）Ｐｄが、次式（３）に従って算出される。
Ｐｄ＝Ｂｏｕｔ＋ＦＣｏｕｔ＋ＭＧｒｅｇ ・・・（３）
ここで、Ｂｏｕｔは二次電池１４０の放電可能電力（「放電可能パワー」とも呼ぶ）であり、ＭＧｒｅｇは駆動モーター１３６の回生電力（「回生パワー」とも呼ぶ）である。

次に、ステップＳ１５では、ＡＣＰ駆動許可パワーＰｄで力行可能とするＡＣＰ用モーター１３８のＡＣＰトルク（「ＡＣＰ力行可能トルク」とも呼ぶ）Ｔｄが、次式（４）に従って算出される。
Ｔｄ＝Ｋｄ・Ｐｄ／Ｎｄ ・・・（４）
ここで、Ｋｄは定数であり、Ｎｄは駆動回転数（ここでは、ＡＣＰ駆動許可パワーの算出時におけるＡＣＰ用モーター１３８の回転数）である。

そして、ステップＳ１６では、ＡＣＰ用モーター１３８に対して設定可能なＡＣＰトルクの上限ガード値Ｔｕｌは、上限基準値Ｔｕｌｒよりも高い（Ｔｕｌｒ＋Ｔｄ）に変更され、下限ガード値Ｔｄｌは上述した下限基準値Ｔｄｌｒのままとされる。なお、上限基準値Ｔｕｌｒは、上式（３）から燃料電池１１０の出力電力ＦＣｏｕｔおよび駆動モーター１３６の回生電力ＭＧｒｅｇを除いた、すなわち、二次電池１４０の放電可能パワーＢｏｕｔに相当するＡＣＰ駆動許可パワーに対応するＡＣＰ力行可能トルクである。

なお、ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理およびステップＳ１４〜Ｓ１６の処理は、不図示のスタータースイッチがオフとされて燃料電池システムの停止が指示されて、ＡＣＰトルク制限制御の処理の終了が指示される（ステップＳ１７）まで、繰り返し実行される。

以上説明したＡＣＰトルク制限制御処理を実行することにより、以下で説明する効果を得ることができる。

図３は、アクセルをオフした際のＡＣＰトルクの上限ガード値及び下限ガード値の変更による効果について示す説明図である。図３（ａ）に示すように、アクセルをオンからオフした際に、それに応じて急激に駆動モーター１３６のトルクをゼロにすると、急激なトルク変化によるブレーキ感（トルクショック）を運転者や同乗者に与えることになる。そこで、これを回避するために、なまし処理により、図３（ｂ）に示すように、駆動モーター１３６の力行トルクを徐々に低下させる。

駆動モーター１３６がなまし処理により力行動作している間において、図３（ｃ）に示すように、駆動モーター１３６の駆動電力（力行パワー）ＭＧｄの分に応じてＡＣＰ回生許可パワーＰｒｅｇを拡大させることができる。そして、拡大可能なＡＣＰ回生許可パワーＰｒｅｇ分に応じて、図３（ｄ）に示すように、ＡＣＰトルクの下限ガード値Ｔｄｌを、下限基準値ＴｄｌｒよりもＡＣＰ回生可能トルクＴｒｅｇ分だけ低い（Ｔｄｌｒ−Ｔｒｅｇ）に拡大変更させることができる（図２のステップＳ１１〜Ｓ１３参照）。これにより、ＡＣＰ用モーター１３８に対して、図３（ｄ）に示すように、回生トルク（負のトルク）を拡大して指示することが可能となる。この結果、図３（ｅ）に示すように、ＡＣＰトルクの下限ガード値Ｔｄｌを拡大変更しない場合に比べてＡＣＰ用モーター１３８の応答性を向上させて、その回転数を早期に低下させることができる。これにより、ＡＣＰの応答性を向上させて、ＡＣＰによる送風量の急速な低下を図ることができるので、図３（ｆ）に示すように、燃料電池１１０に供給される余剰なエアー（空気）の量を早期に削減することが可能となる。

駆動モーター１３６が力行動作から回生動作に変更した後において、図３（ｃ）に示すように、駆動モーター１３６の回生電力（回生パワー）ＭＧｒｅｇの分についてＡＣＰ力行許可パワーＰｄを拡大させることができる。そして、拡大可能なＡＣＰ力行許可パワーＰｄ分に応じて、図３（ｄ）に示すように、ＡＣＰトルクの上限ガード値Ｔｕｌを、上限基準値ＴｕｌｒよりもＡＣＰ力行可能トルクＴｄ分だけ高い（Ｔｕｌｒ＋Ｔｄ）に拡大変更させることができる（図２のステップＳ１４〜Ｓ１６参照）。これにより、ＡＣＰ用モーター１３８に対して、図３（ｄ）に示すように、力行トルク（正のトルク）を拡大して指示することが可能となる。この結果、図３（ｅ）に示すように、ＡＣＰトルクの上限ガード値Ｔｕｌを拡大変更しない場合に比べてＡＣＰ用モーター１３８の応答性を向上させて、その回転数を早期に上昇させることができる。これにより、ＡＣＰ用モーター１３８の駆動電力（消費電力）を早期に上昇させて、駆動モーター１３６の回生電力の消費速度を高め、図３（ｇ）に示すように、燃料電池車両１０の減速力を高めることが可能となる。

なお、図２に示したＡＣＰトルク制限制御では、単に駆動モーター１３６が力行動作状態である場合にステップＳ１１〜Ｓ１３の処理が実行され、回生動作状態である場合にステップＳ１４〜Ｓ１６の処理が実行されている。これに対して、例えば、アクセルがオフに変化した際に、すなわち、運転者（指示者）からの駆動モーター１３６への駆動要求の指示が有状態から無状態に変化した際に、駆動モーター１３６の実際の動作状態が力行の状態である場合にステップＳ１１〜Ｓ１３の処理が実行され、回生の状態である場合にステップＳ１４〜Ｓ１６の処理が実行されるようにしてもよい。また、図２に示したＡＣＰトルク制限制御は、ＡＣＰトルクの下限ガード値を変更するステップＳ１１〜Ｓ１３の処理のみを行う態様であってもよい。また、ＡＣＰトルクの上限ガード値を変更するステップＳ１４〜Ｓ１６の処理のみを行う態様であってもよい。

上述の実施形態は、燃料電池システムを利用した燃料電池車両を例に説明したが、これに限定されるものではなく、燃料電池と燃料電池をバックアップする二次電池とを備える燃料電池システムであって、燃料電池で発電した電気エネルギーによって駆動モーターを駆動する種々の燃料電池システムに適用可能である。

本発明は、上述の実施形態や実施例、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、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部また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。

１０…燃料電池車両
１１０…燃料電池（ＦＣ）
１２０…ＦＣ昇圧コンバーター
１３０…パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）
１３２…ＴＭＧドライバー
１３４…ＤＣ／ＤＣコンバーター
１３６…駆動モーター（ＴＭＧ）
１３７…ＡＣＰＭＧドライバー
１３８…ＡＣＰ用モーター（ＡＣＰＭＧ）
１３９…エアーコンプレッサー（ＡＣＰ，ＦＣ用ＡＣＰ）
１４０…二次電池（ＢＡＴ）
１４２…ＳＯＣ検出部
１８０…制御装置
ＤＣＬ…低圧直流配線
ＤＣＨ…高圧直流配線
ＷＬ…車輪

Claims (3)

1. 燃料電池と二次電池とを備える燃料電池車両であって、
   負荷を駆動する駆動モーターと、
   前記燃料電池に酸素含有ガスを供給するポンプと、
   前記ポンプを駆動するポンプ用モーターと、
   前記駆動モーターと前記ポンプ用モーターの動作を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記駆動モーターと前記ポンプ用モーターとは、前記二次電池との電力の受給を介さずに互いに電力を受給可能となるように、電力配線を介して互いに接続されており、
   前記制御装置は、 前記ポンプ用モーターのトルクの上限ガード値を、前記二次電池の放電可能電力と前記燃料電池の出力電力と前記駆動モーターの回生電力とに基づいて定める、もしくは、前記ポンプ用モーターのトルクの下限ガード値を、前記二次電池の充電可能電力と前記燃料電池の出力電力と前記駆動モーターの駆動電力とに基づいて定める
   ことを特徴とする燃料電池車両。
2. 請求項１に記載の燃料電池車両であって、
   前記ポンプ用モーターのトルクの下限ガード値を、前記二次電池の充電可能電力と前記燃料電池の出力電力とに加えて前記駆動モーターの駆動電力にも基づいて定め、
   前記駆動モーターが力行の状態である場合には、前記駆動モーターの駆動電力が大きいほど前記ポンプ用モーターの前記トルクの前記下限ガード値を低くすることを特徴とする燃料電池車両。
3. 請求項１または請求項２に記載の燃料電池車両であって、
   前記ポンプ用モーターのトルクの上限ガード値を、前記二次電池の放電可能電力と前記燃料電池の出力電力とに加えて前記駆動モーターの回生電力にも基づいて定め、
   前記駆動モーターが回生の状態である場合には、前記駆動モーターの回生電力が大きいほど前記ポンプ用モーターの前記トルクの前記上限ガード値を高くすることを特徴とする燃料電池車両。

Images