燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法技术方案

提供在执行基于二次电池升压变换器的故障的导通控制的过程中即便在来自用户的请求输出高于二次电池的输出的情况下也能够获得用户所希望的输出的燃料电池系统及其控制方法。燃料电池系统具备：燃料电池；FC升压变换器，其输入侧与燃料电池连接；二次电池；二次电池升压变换器，其输入侧与二次电池连接，输出侧与FC升压变换器的输出侧连接；控制装置，其至少使FC升压变换器及二次电池升压变换器动作而对燃料电池系统的动作进行控制。控制装置在执行以不升压地输出来自二次电池的输入电压的方式使二次电池升压变换器动作的导通控制时，在比导通控制中的二次电池的输出大的输出被请求的情况下，执行切断燃料电池系统和二次电池的电连接的切断控制。次电池的电连接的切断控制。次电池的电连接的切断控制。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法


[0001]本公开涉及一种燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法。

技术介绍

[0002]已知一种具备对燃料电池的输出电压进行升压的FC升压变换器、和对二次电池的输出电压进行升压的二次电池升压变换器的燃料电池系统(例如，专利文献1)。在该燃料电池系统中，在二次电池升压变换器发生故障而无法对二次电池的电压进行升压的情况下，通过以使来自燃料电池的输出电压低于二次电池升压变换器的输出侧的电压的方式进行控制，从而将电力从燃料电池向负载进行供给。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2018
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181834号公报

技术实现思路

[0006]专利技术所要解决的课题
[0007]在二次电池升压变换器发生故障而无法升压的状态下，有时因燃料电池的输出电压与正常时相比变得较低而无法获得用户所希望的输出。
[0008]用于解决课题的手段
[0009]本公开能够设为以下的方式来实现。
[0010](1)根据本公开的一个方式，提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备：燃料电池；FC升压变换器，其输入侧与所述燃料电池连接；二次电池；二次电池升压变换器，其输入侧与所述二次电池连接，并且输出侧与所述FC升压变换器的输出侧连接；控制装置，其至少使所述FC升压变换器以及所述二次电池升压变换器进行动作，而对所述燃料电池系统的动作进行控制。也可以为，所述控制装置在执行以不升压地输出来自所述二次电池的输入电压的方式而使所述二次电池升压变换器进行动作的导通控制时，在与所述导通控制中的所述二次电池的输出相比更大的输出被请求的情况下，执行将所述燃料电池系统和所述二次电池的电连接切断的切断控制。根据该方式的燃料电池系统，在导通控制时，通过执行切断二次电池和燃料电池系统的电连接的切断控制，从而能够将来自燃料电池的输出电压升压至与不执行切断控制的导通控制中的二次电池的输出电压相比更高的输出电压。因此，在执行导通控制的过程中，即使在来自用户的请求输出高于二次电池的输出的情况下，用户也能够获得所希望的输出。
[0011](2)也可以为，在上述实施方式的燃料电池系统中，在所述二次电池的剩余容量为预先确定的阈值以下的情况下，所述控制装置不执行所述切断控制。根据该方式的燃料电池系统，在二次电池的剩余容量较低的情况下，通过与由切断控制实施的较高的电压的输出相比而优先导通控制，从而能够减少或者防止二次电池发生故障的情况。
[0012](3)也可以为，在上述实施方式的燃料电池系统中，所述控制装置在所述切断控制
Assembly/MEA)。燃料电池104并不限于固体高分子型，也可以为磷酸型、熔融碳酸盐型、固体氧化物型等各种方式的燃料电池。电压传感器106取得从燃料电池104输出的电压Vfc。燃料电池104的输出经由连接器CN1而被输出至FC升压变换器110。
[0022]FC升压变换器110具备：高电压配线112B、112G、维护插接器(service plug)114B、114G、电抗器(reactor)L1、开关晶体管TR1、二极管D1、D4、平滑电容器C1、输入侧的连接器CN2和输出侧的连接器CN3。电抗器L1的一方的端子与输入侧的连接器CN2的正极侧连接，电抗器L1的另一方的端子与二极管D1的阳极连接。二极管D1的阴极经由高电压配线112B而与正极侧的维护插接器114B连接。输入侧的连接器CN2的负极侧经由高电压配线112G而与负极侧的维护插接器114G连接。在二极管D1的阳极和高电压配线112G之间设置有开关晶体管TR1。二极管D4与开关晶体管TR1并列地进行设置。FC升压变换器110通过开关晶体管TR1接通/断开，从而对从输入侧的连接器CN2输入的电压进行升压，并且从输出侧的连接器CN3进行输出。
[0023]FC继电器120具备：高电压配线122B、122G、正极侧的触点(以下，也称为“FC继电器FCRB”)、负极侧的触点(以下，也称为“FC继电器FCRG”)、预充电用的触点(以下，也称为“预充电用的继电器FCRP”)和电阻器R1。正极侧的FC继电器FCRB被设置在正极侧的高电压配线122B上，负极侧的FC继电器FCRG被设置在负极侧的高电压配线122G上。预充电用的继电器FCRP以及电阻器R1相互串联连接，并且与负极侧的FC继电器FCRG并列设置。由于在接通FC继电器FCRG之前，通过接通继电器FCRP，而在继电器FCRP中仅流动由电阻器R1限制的电流，因此，能够减少或者防止在继电器FCRP被接通时熔接的情况。通过在隔着FC继电器FCRG的两侧的电压的差变小之后，将FC继电器FCRG接通，从而在FC继电器FCRG被接通时，不会有较大的电弧电流流过。其结果为，能够减少或者防止FC继电器FCRG的熔接。
[0024]IPM130具备：高电压配线132B、132G、142B、142G、逆变器134、二次电池升压变换器140、放电机构144、电压传感器133、143和连接器CN4至CN7。逆变器134具备两个系统的H型桥式电路，并且将被供给至高电压配线132B、132G的直流电力变换成两个三相交流电，并输出至连接器CN5、CN6。在连接器CN5、CN6上分别连接有空气压缩机136、驱动电动机138。空气压缩机136向燃料电池104的阴极供给空气。驱动电动机138对燃料电池车辆的驱动轮进行驱动。驱动电动机138在燃料电池车辆减速时，作为再生电动机而发挥功能。逆变器134的一个系统的H型桥式电路、连接器CN5和空气压缩机136构成空气压缩机单元135，并且逆变器134的另一个系统的H型桥式电路、连接器CN6和驱动电动机138构成驱动电动机单元137。
[0025]二次电池升压变换器140为，能够对从连接器CN4输入至高电压配线132B、132G的电压进行降压并输出至连接器CN7，此外还能够对被输入至连接器CN7的电压进行升压并输出至高电压配线132B、132G的双方向的DC
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DC变换器。二次电池升压变换器140具备：高电压配线142B、142G、电抗器L2、开关晶体管TR2、TR3、二极管D2、D3和平滑电容器C2、C3。开关晶体管TR2、TR3被串联设置在正极侧的高电压配线132B和负极侧的高电压配线132G之间。开关晶体管TR2、TR3为，在执行后述的切断控制时被使用的开关元件的一个方式。二极管D2与开关晶体管TR2并列设置，二极管D3与开关晶体管TR3并列设置。电抗器L2被设置在开关晶体管TR2和开关晶体管TR3的中间节点与正极侧的高电压配线142B之间。高电压配线142B与连接器CN7的正极侧连接，高电压配线142G与连接器CN7的负极侧连接。
[0026]高电压配线142B和正极侧的高电压配线132B电连接，并且为相同的电位。高电压
配线142G和负极侧的高电压配线132G电连接，并且为相同的电位。平滑电容器C2被设置在正极侧的高电压配线142B和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，具备：燃料电池；燃料电池用升压变换器，其输入侧与所述燃料电池连接；二次电池；二次电池升压变换器，其输入侧与所述二次电池连接，并且输出侧与所述燃料电池用升压变换器的输出侧连接；控制装置，其至少使所述燃料电池用升压变换器以及所述二次电池升压变换器进行动作，而对所述燃料电池系统的动作进行控制，所述控制装置在执行以不升压地输出来自所述二次电池的输入电压的方式而使所述二次电池升压变换器进行动作的导通控制时，在与所述导通控制中的所述二次电池的输出相比更大的输出被请求的情况下，执行将所述燃料电池系统和所述二次电池的电连接切断的切断控制。2.如权利要求1所述的燃料电池系统，其中，在所述二次电池的剩余容量为预先确定的阈值以下的情况下，所述控制装置不执行所述切断...

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