燃料电池系统、燃料电池车辆以及燃料电池系统的控制方法技术方案

本发明专利技术涉及燃料电池系统、燃料电池车辆以及燃料电池系统的控制方法。所述安装在车辆中的燃料电池系统包括：燃料电池，将电力供应到驱动所述车辆的电动机；泵，将氧供应到所述燃料电池；加速器位置检测单元，检测所述车辆的加速器下压量；以及控制单元，基于所述加速器下压量来计算需要由燃料电池产生的电力以及所述泵的驱动所需的电力，且基于所述驱动所需的电力来控制所述泵，其中所述控制单元计算所述驱动所需的电力，以使得当所计算的需要产生的电力增加时，所述驱动所需的电力的增加速率超过需要产生的电力的增加速率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及安装在车辆中的燃料电池系统、燃料电池车辆以及燃料电池系统的控制方法。
技术介绍
安装在车辆中，根据加速器下压量来计算需要由燃料电池产生的电力，且控制供应到燃料电池的氧的量和氢的量，以使得由燃料电池产生的电力对应于需要产生的电力的燃料电池系统是已知的(日本专利申请公开第2006-312907号)。当需要由燃料电池产生的电力在车辆的加速期间增加时，此燃料电池系统增加将氧供应到燃料电池的空气压缩机的旋转速度。
技术实现思路
然而，作为响应，空气压缩机由于惯性而延迟，且发生延迟直到压缩机的旋转速度达到所需的旋转速度为止，即使需要产生的电力由于加速器下压量等的迅速增大而迅速增加时也是如此。这阻碍将加速所需的充足电力供应到车辆的驱动电动机，且接着相对于加速器下压量的加速感可能降低。当车辆的突然加速重复时，电力从二次电池到驱动电动机的供应重复，且二次电池的蓄电量(SOC)减少。接着，加速感的降低可能继续。当由燃料电池产生的电力如上所述在车辆的加速等期间由于空气压缩机的延迟的响应而迟滞于需要产生的电力时，供应到驱动电动机的电力在此后在所产生的电力急剧增加时迅速增加。这可导致暂时突然加速(转矩冲击)的发生。根据本专利技术的第一方面，提供一种安装在车辆中的燃料电池系统。此燃料电池系统包括：燃料电池，将电力供应到驱动车辆的电动机；泵，将氧供应到燃料电池；加速器位置检测单元，检测车辆的加速器下压量；以及控制单元，基于加速器下压量来计算需要由燃料电池产生的电力以及泵的驱动所需的电力，且基于驱动所需的电力来控制泵。控制单元计算驱动所需的电力，以使得当所计算的需要产生的电力增加时，驱动所需的电力的增加速率超过需要产生的电力的增加速率。根据此方面，当需要产生的电力增加时，驱动所需的电力以比需要产生的电力高的增加速率增加，且因此即使在压缩机的所需氧的供应迟滞于驱动所需的电力时，所产生的电力也不可能降低到需要产生的电力以下。因此，当需要产生的电力在车辆的加速等期间迅速增加时，因驱动电动机所需的电力的供应的故障所致的加速感的降低可减小。在上文所述的方面中，控制单元可通过以下方式来校正驱动所需的电力的值：将用于补偿因车辆的车重和车辆的滚动阻力所致的、相对于加速器下压量的电动机的旋转速度迟滞且通过使用预先设置为分别相当于车重和滚动阻力的值的值来计算的电力添加到基于加速器下压量来计算的驱动所需的电力。根据此配置，补偿因车重和滚动阻力所致的电动机的旋转速度的迟滞的电力与驱动所需的电力相加，且因此，在车辆的加速期间，相对于加速器下压量的加速感的降低可受到抑制。根据上文所述的方面的燃料电池系统可还包括将电力供应到电动机的二次电池，且控制单元可通过以下方式来校正驱动所需的电力的值：将用于二次电池的充电的且通过使用根据二次电池的温度和蓄电量而设置的充电电力的上限值来计算的电力添加到基于加速器下压量来计算的驱动所需的电力。根据此配置，用于二次电池的充电的电力与驱动所需的电力相加，且因此，因燃料电池车辆的加速的重复所致的二次电池的蓄电量(SOC)的减少可受到抑制，且加速感可被允许持续一段延长的时间。在上文所述的方面中，控制单元可校正需要产生的电力的值，以使得在需要产生的电力与燃料电池实际产生的电力之间的差等于或大于第一阈值且实际产生的电力等于或小于第二阈值的状况下，差相对于基于加速器下压量来计算的需要产生的电力而减小。根据此配置，需要产生的电力与所产生的电力之间的差的增加受到抑制，即使在所产生的电力在车辆的加速期间迟滞于需要产生的电力时也是如此，且因此，供应到牵引电动机的电力的迅速增加受到抑制，即使所产生的电力此后急剧增加也是如此。因此，车辆的加速期间的转矩冲击可受到抑制。根据本专利技术的第二方面，提供一种安装在车辆中的燃料电池系统的控制方法，该燃料电池系统具有将电力供应到驱动车辆的电动机的燃料电池以及将氧供应到燃料电池的泵，该控制方法包括：检测车辆的加速器下压量；基于加速器下压量来计算需要由燃料电池产生的电力以及泵的驱动所需的电力，且基于驱动所需的电力来控制泵；以及计算驱动所需的电力，以使得当所计算的需要产生的电力增加时，驱动所需的电力的增加速率超过需要产生的电力的增加速率。根据此方面，与第一方面的效果类似的效果可得以实现。本专利技术可按各种方面来进行。举例来说，本专利技术可采取如下形式：安装了燃料电池的车辆、安装在车辆中的燃料电池系统的控制方法、执行此控制方法的控制装置、执行此控制方法的计算机程序、记录了此计算机程序的记录介质等。附图说明将在下文参照附图来描述本专利技术的示例性实施例的特征、优点和技术与工业意义，其中相似数字表示相似元件，且其中：图1是燃料电池车辆的示意图，其中根据第一实施例的燃料电池系统安装在该燃料电池车辆中；图2是用于示出控制装置的配置的图式；图3是说明根据第一实施例的燃料电池车辆的状态的示例的时序图；图4是说明根据比较示例1的燃料电池车辆的状态的示例的时序图；图5是说明根据第二实施例的燃料电池车辆的状态的示例的时序图；图6是说明校正处理的初始条件和停止条件的示例的时序图；图7是说明根据第三实施例的燃料电池车辆的状态的示例的时序图；图8是说明根据第四实施例的燃料电池车辆的状态的示例的时序图；图9是说明根据比较示例2的燃料电池车辆的状态的示例的时序图；图10是说明根据第五实施例的燃料电池车辆的状态的时序图；图11是说明根据第五实施例的计数值与速率值之间的关系的示例的说明图；图12是说明根据第六实施例的差与计数递增量之间的关系的说明图；以及图13是说明根据第七实施例的燃料电池车辆的状态的时序图。具体实施方式图1是说明燃料电池车辆10的配置的示意图，其中根据第一实施例的燃料电池系统100安装在燃料电池车辆10中。燃料电池车辆10具备燃料电池110、FC升压转换器120、电力控制单元(PCU)130、牵引电动机136、空气压缩机(ACP)138、车辆速度检测单元139、二次电池140、SOC检测单元142、FC辅助机械150、控制装置180、加速器位置检测单元190以及车轮WL。当牵引电动机136由从燃料电池110和二次电池140供应的电力驱动时，燃料电池车辆10行进。除(例如)牵引电动机136和车轮WL外的上文所述的燃料电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安装在车辆中的燃料电池系统，所述燃料电池系统的特征在于包括：燃料电池，其将电力供应到驱动所述车辆的电动机；泵，其将氧供应到所述燃料电池；加速器位置检测单元，其检测所述车辆的加速器下压量；以及控制单元，其基于所述加速器下压量来计算需要由所述燃料电池产生的电力以及所述泵的驱动所需的电力，并且基于所述驱动所需的电力来控制所述泵，其中，所述控制单元计算所述驱动所需的电力以使得，当所计算出的需要产生的电力增加时，所述驱动所需的电力的增加速率超过所述需要产生的电力的增加速率。

【技术特征摘要】
2014.11.14 JP 2014-2313381.一种安装在车辆中的燃料电池系统，所述燃料电池系统的特征
在于包括：
燃料电池，其将电力供应到驱动所述车辆的电动机；
泵，其将氧供应到所述燃料电池；
加速器位置检测单元，其检测所述车辆的加速器下压量；以及
控制单元，其基于所述加速器下压量来计算需要由所述燃料电池
产生的电力以及所述泵的驱动所需的电力，并且基于所述驱动所需的
电力来控制所述泵，
其中，
所述控制单元计算所述驱动所需的电力以使得，当所计算出的需
要产生的电力增加时，所述驱动所需的电力的增加速率超过所述需要
产生的电力的增加速率。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，
所述控制单元通过将用于补偿因所述车辆的车重和所述车辆的滚
动阻力所导致的、相对于所述加速器下压量的所述电动机的旋转速度
的迟滞的并且通过利用预先被设置为分别相当于所述车重和所述滚动
阻力的值的值而计算出的电力添加到基于所述加速器下压量而计算出
的所述驱动所需的电力，来校正所述驱动所需的电力的值。
3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，还包括用于将电力供应
到所述电动机的二次电池，其中，
所述控制单元通过将用于所述二次电池的充电的并且通过利用根
据所述二次电...

【专利技术属性】
技术研发人员：挂布裕史，滩光博，马屋原健司，田野裕，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP