燃料电池车辆制造技术

本公开涉及燃料电池车辆。FCV(1)具备FC系统(20)和电池(40)。FC系统(20)包括FC堆(22)和调整FC堆(22)的输出的升压转换器(24)。FDC－ECU(60)控制FC系统(20)的输出，使得电池(40)的输出不超过电池(40)的输出上限(Wout)。电池(40)的输出上限(Wout)被设定为在SOC低于阈值(S1)的情况下该电池(40)的输出上限(Wout)随着SOC降低而降低。并且，目标SOC高于阈值(S1)。目标SOC高于阈值(S1)。目标SOC高于阈值(S1)。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池车辆


[0001]本公开涉及燃料电池车辆。

技术介绍

[0002]国际公开第2011/004493号公开了一种搭载有燃料电池的燃料电池车辆(以下，将燃料电池称为“FC(Fuel Cell)”，将燃料电池车辆称为“FCV(Fuel Cell Vehicle)”。)。该FCV具备FC堆和电池。电池作为剩余电力的储存源、再生制动时的再生能量储存源、与车辆的加速或减速相伴的负荷波动时的能量缓冲器(energy buffer)发挥功能。
[0003]在上述那样的具备FC和电池等蓄电装置的FCV中，若不协调地控制FC的输出和蓄电装置的输出(或荷电状态(SOC：State Of Charge))，则将FC的输出与蓄电装置的输出相加而得到的系统输出会被限制，由此行驶性能可能会降低。

技术实现思路

[0004]本公开是为了解决上述问题而完成的，本公开的目的在于，在具备FC和蓄电装置的FCV中，能尽可能地抑制行驶性能的降低。
[0005]本公开的FCV具备：能调整输出的FC系统；蓄电装置；驱动装置，从FC系统和蓄电装置中的至少一方接受电力来产生行驶功率；以及控制装置，控制FC系统的输出，使得从FC系统向驱动装置供给电力并且蓄电装置的SOC被调整为目标SOC。控制装置还控制FC系统的输出，使得蓄电装置的输出不超过蓄电装置的输出上限。蓄电装置的输出上限被设定为在SOC低于阈值的情况下该蓄电装置的输出上限随着SOC降低而降低。并且，目标SOC高于上述的阈值。
[0006]当SOC降低并低于上述的阈值时，系统输出因蓄电装置的输出上限降低而被限制，这时，在该FCV中，由于目标SOC高于上述的阈值，因此能避免系统输出因SOC降低而被限制。因此，根据该FCV，能尽可能地抑制行驶性能的降低。
[0007]也可以是，目标SOC是能将与系统输出上限相当的系统输出确保规定时间的值，该系统输出上限是将SOC高于上述的阈值时的蓄电装置的输出上限与FC系统的输出上限相加而得到的。
[0008]由此，能使与系统输出上限相当的系统输出连续地输出规定时间。因此，根据该FCV，能抑制由系统输出被限制而引起的行驶性能的降低。
[0009]也可以是，控制装置控制FC系统的输出，使得FC系统的输出不超过FC系统的输出上限，FC系统的输出上限与燃料余量无关而是恒定的。
[0010]由此，能避免系统输出被限制，直至FC系统的燃料耗尽为止。因此，根据该FCV，能抑制行驶性能降低，直至FC系统的燃料耗尽为止。
[0011]也可以是，FC系统包括：罐，蓄存燃料(氢)；FC堆，使用蓄存于罐的燃料来进行发电；以及转换器，调整FC堆的输出，蓄电装置电连接于转换器与驱动装置之间的电力线。
[0012]根据这样的构成，能通过对转换器进行控制来调整FC堆和蓄电装置的输出。例如，
如果SOC低于目标SOC，则能通过增大FC堆的输出来从FC系统向驱动装置供给电力并且利用FC系统的输出对蓄电装置进行充电。由此，蓄电装置的输出被确保，其结果是，能抑制行驶性能的降低。
[0013]也可以是，FCV还具备充电装置，该充电装置通过车辆外部的电源对蓄电装置进行充电。
[0014]根据该FCV，能利用蓄存于罐的燃料(氢)和从车辆外部供给并蓄存于蓄电装置的电力来实现长距离行驶。
[0015]根据结合附图理解的以下的详细说明，本公开的上述和其他的目的、特征、方案以及优点将变得清楚。
附图说明
[0016]图1是表示根据本公开的实施方式的FCV的整体构成的图。
[0017]图2是表示设于FCV的行驶模式的图。
[0018]图3是表示FC模式下的电力的基本流动的图。
[0019]图4是表示FCEV模式下的电力的基本流动的图。
[0020]图5是示出了FC系统和电池的能量余量与系统输出上限的关系的图。
[0021]图6是表示EV模式下的电力的基本流动的图。
[0022]图7是表示CHG模式下的电力的基本流动的图。
[0023]图8是表示由FDC－ECU执行的处理的过程的一个例子的流程图。
[0024]图9是表示在图8的步骤S60中在行驶模式为FCEV模式的情况下计算目标SOC的方法的一个例子的流程图。
[0025]图10是表示系统输出上限与目标SOC的关系的图。
[0026]图11是表示行驶模式为FCEV模式的情况下的SOC和系统输出上限的推移的图。
具体实施方式
[0027]以下，参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。需要说明的是，对图中相同的部分或相当的部分标注相同的附图标记，不重复进行其说明。
[0028]图1是表示根据本公开的实施方式的FCV1的整体构成的图。参照图1，FCV1具备电动发电机(以下称为“MG(Motor Generator)”。)10、变换器12、FC系统20、氢罐28、供给阀30、空气过滤器(air filter)32以及压缩机34。
[0029]MG10是交流旋转电机，例如是在转子埋设有永久磁铁的三相交流同步电动机。MG10由变换器12驱动而产生旋转驱动力。MG10所产生的驱动力被传递至未图示的驱动轮。在FCV1的制动时等，MG10作为发电机工作来进行发电。MG10进行发电而产生的电力能由变换器12整流并蓄存于电池40。
[0030]变换器12设于电力线70与MG10之间，基于来自MG－ECU66(后述)的驱动信号来驱动MG10。变换器12例如由包括三相的开关元件的电桥电路构成。
[0031]FC系统20包括FC堆22、升压转换器24以及继电器26。FC堆22例如是串联地层叠有多个(例如几十～几百)固体高分子型的单体电池的构造体。各单体电池例如通过在电解质膜的两面接合催化剂电极并将该电解质膜夹入导电性的隔板(separator)间而构成，被供
给至阳极的氢与被供给至阴极的氧(空气)发生电化学反应从而进行发电。
[0032]升压转换器24基于来自FDC－ECU60(后述)的控制信号来将FC堆22进行发电而产生的电力升压(例如几百V)并向电力线70输出。继电器26设于FC堆22与升压转换器24之间的电路，在车辆系统停止时、FC系统20不使用时被断开。
[0033]氢罐28储存被供给至FC堆22的燃料氢。氢罐28例如是包含碳纤维增强塑料层的轻型且高强度的高压罐，例如能储存几十MPa的氢。并且，通过供给阀30从氢罐28向FC堆22供给氢。
[0034]压缩机34是用于向FC堆22供给氧的设备。压缩机34通过空气过滤器32吸引氧(空气)并进行压缩来向FC堆22供给。
[0035]FCV1还具备电池40、DC(Direct Current：直流电)入口44、AC(Alternate Current：交流电)入口48、充电器50以及继电器42、46、52。
[0036]电池40是被配置为能充放电的蓄电装置。电池40包括由多个电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池车辆，具备：能调整输出的燃料电池系统；蓄电装置；驱动装置，从所述燃料电池系统和所述蓄电装置中的至少一方接受电力来产生行驶功率；以及控制装置，控制所述燃料电池系统的输出，使得从所述燃料电池系统向所述驱动装置供给电力并且所述蓄电装置的荷电状态被调整为目标荷电状态，所述控制装置还控制所述燃料电池系统的输出，使得所述蓄电装置的输出不超过所述蓄电装置的输出上限，所述蓄电装置的输出上限被设定为在所述荷电状态低于阈值的情况下该蓄电装置的输出上限随着所述荷电状态降低而降低，所述目标荷电状态高于所述阈值。2.根据权利要求1所述的燃料电池车辆，其中，所述目标荷电状态是能将与系统输出上限相当的系统输出确保规定时间的值，所述系统输出上限是将所述荷电状态高于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：市川真士，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：