JP2006032169A - 燃料電池車両 - Google Patents

燃料電池車両 Download PDF

Info

Publication number
JP2006032169A
JP2006032169A JP2004210538A JP2004210538A JP2006032169A JP 2006032169 A JP2006032169 A JP 2006032169A JP 2004210538 A JP2004210538 A JP 2004210538A JP 2004210538 A JP2004210538 A JP 2004210538A JP 2006032169 A JP2006032169 A JP 2006032169A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
power
temperature
storage device
state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004210538A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4419735B2 (ja
Inventor
Shigeto Kajiwara
滋人 梶原
Masataka Ota
政孝 太田
Tomoyuki Nishida
知之 西田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2004210538A priority Critical patent/JP4419735B2/ja
Publication of JP2006032169A publication Critical patent/JP2006032169A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4419735B2 publication Critical patent/JP4419735B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】 蓄電装置が過充電の状態で発生した余剰電力を燃料電池車両のドライバビリティを損ねることなく消費するとともに燃費の悪化を抑制できる燃料電池車両を提案する。
【解決手段】 本発明の燃料電池車両(10)は、燃料電池(21)と、蓄電装置(22)と、燃料電池(21)又は蓄電装置(22)のうち少なくとも何れか一方から供給される電力によって駆動されるとともに回生電力を蓄電装置に充電可能なトラクションモータM3と、蓄電装置(22)のSOCが所定値以上の状態で余剰電力が発生した場合に燃料電池(21)の運転を制限するとともに、余剰電力を消費して燃料電池(21)の温度を調整する温度調整手段(30,70)とを備える。
【選択図】 図1

Description

本発明は燃料電池と蓄電装置を電源として備えた燃料電池車両に関し、特に、燃料電池が過充電の状態で発生した余剰電力を効率的に消費するための改良技術に関する。
燃料電池と蓄電装置を電源として備えた燃料電池車両においては、主として燃料電池で発電した電力をトラクションモータに供給して車両走行を行う他、減速時や降坂時にトラクションモータに回生制動を行わせて回収した回生電力を蓄電装置に充電し、その回生電力を発進加速や登坂走行等の負荷が大きい場面や燃料電池の運転効率が悪い走行領域でのアシストに利用することで、走行可能距離、燃費、運転性能を向上させている。この種の燃料電池車両においては、回生制動中に蓄電装置のSOC(State of Charge)が上限に達すると、回生制動の中断によりトラクションモータにて減速トルクを発生させることができなくなり、制動力が低下するという問題がある。このような問題を解決するため、特開2002−204505号公報には、蓄電装置が過充電の状態において、回生制動又はアイドリング等の低負荷運転時に余剰電力が発生した場合に補機類の運転効率を低下させて余剰電力を消費させる技術が提案されている。
特開2002−204505号公報
しかし、蓄電装置が過充電の状態において余剰電力が発生した場合に、燃料電池の低負荷運転を継続させた状態で、補機類等で余剰電力を消費するというのは燃費が悪化するため好ましくない。また、蓄電装置が過充電の状態において余剰電力が発生した場合に、燃料電池の運転を休止させ、補機類等で余剰電力を消費すると、燃料電池の自己発熱の停止と走行風の影響を受けてスタック温度が低下し、I−V特性が悪化する虞がある。I−V特性が悪化すると、その後の高負荷要求に応答して燃料電池を再起動しても、一旦低下したセル電圧は直ちには十分に回復せず、応答遅れが生じるため、ドライバビリティが低下する。
そこで、本発明はこのような問題を解決し、蓄電装置が過充電の状態で発生した余剰電力を燃料電池車両のドライバビリティを損ねることなく消費するとともに、燃費の悪化を抑制できる燃料電池車両を提案することを課題とする。
上記の課題を解決するため、本発明の燃料電池車両は、燃料電池と、蓄電装置と、燃料電池又は前記蓄電装置のうち少なくとも何れか一方から供給される電力によって駆動されるとともに回生電力を前記蓄電装置に充電可能なトラクションモータと、蓄電装置のSOCが所定値以上の状態で余剰電力が発生した場合に燃料電池の運転を制限するとともに、余剰電力を消費して燃料電池の温度を調整する温度調整手段とを備える。かかる構成により、蓄電装置が過充電の状態で発生した余剰電力を燃料電池車両のドライバビリティを損ねることなく消費するとともに、燃費の悪化を抑制できる。「温度調整手段」とは余剰電量を熱エネルギーに変換して燃料電池の温度調整を行う手段(例えば、エアコン装置等)に加えて、更に燃料電池の運転状態を制御する制御手段(例えば、コントローラ等)を含むものとする。
温度調整手段は蓄電装置のSOCが所定値以上の状態で余剰電力が発生した場合に燃料電池の運転を一時休止させるのが望ましい。燃料電池の運転を一時休止することで、蓄電装置の過充電を抑制できる。
温度調整手段は車両走行速度が速い程、燃料電池の温度を高くするのが望ましい。かかる構成により、走行風の影響を受けて冷却された燃料電池を適度な温度に昇温できる。
ここで、余剰電力としては、例えば、トラクションモータが回生制動時に回収した回生電力を挙げることができる。
温度調整手段としては、燃料電池車両の空調装置を含む構成とするのが好適である。空調装置を用いることにより余剰電力を消費するだけでなく、これを熱エネルギーに変換することで、燃料電池を暖機できる。
温度調整手段は余剰電力の一部を燃料電池の温度調整に必要な熱エネルギーとして消費し、余剰電力からこの熱エネルギーを控除した残存電力量に基づいて車室の目標温度を調整するのが望ましい。かかる構成により、余剰電力を消費して燃料電池を適度に暖機することができる。
本発明の燃料電池車両は、上述の構成に加えて、燃料電池の温度調整に伴って燃料電池内部の湿度を調整する湿度調整手段を更に備えるのが望ましい。温度調整手段による燃料電池の温度調整に伴う電解質膜等の乾燥を抑制できる。
本発明によれば、蓄電装置が過充電の状態で発生した余剰電力を燃料電池車両のドライバビリティを損ねることなく消費するとともに、燃費の悪化を抑制できる。
図1は燃料電池車両(FCEV)のシステム構成の概略を示している。燃料電池車両10は電源装置として燃料電池21と二次電池(蓄電装置)22を混載したハイブリッドシステム(FCHVシステム)として構成されている。燃料電池21は、例えば、固体高分子型燃料電池として構成され、燃料ガスと酸化ガスの供給を受けて電力を発電する。燃料電池21のアノード極には高圧水素タンク等の水素供給源(図示せず)から放出された水素ガスが燃料ガスとして供給され、カソード極にはエアフィルタ61を通じて粉塵等が濾過されたエアがエアコンプレッサ62により加圧され、加湿器63にて適度に加湿された加圧エアが酸化ガスとして供給される。加湿器63はカソードオフガス流路65を通じて燃料電池21から排出された高湿潤状態の酸素オフガス(高湿潤ガス)と、カソードガス流路64を通じて燃料電池21に流入する低湿潤状態の酸化ガス(乾燥ガス)との間で水分交換を行い、燃料電池21に流入する酸化ガスを適度に過湿する。エアコンプレッサ62と加湿器63は燃料電池21内部(ガスチャンネル、高分子電解質膜など)の湿度を調整する湿度調整手段MCとして機能する。
燃料電池21で発電された電力は電力ラインL1,L2を介して各種の電力負荷に供給される。本実施形態では電力負荷として、直流電力を交流電力に変換するインバータINV1〜INV3、直流電力を昇圧又は降圧するDC/DCコンバータCNVを例示しているが、これに限られるものではなく、必要に応じて各種の電力負荷を接続してもよい。インバータINV1は車室内を冷暖房制御するエアコン装置(空調装置)30に設置された圧縮機P1を駆動するモータM1に交流電力を供給する。インバータINV2は燃料電池21の冷却水系統に設置された冷却水ポンプP2を駆動するモータM2に交流電力を供給する。インバータINV3はトラクションモータ(車両駆動用モータ)M3に交流電力を供給する。DC/DCコンバータCNVは燃料電池21にて発電された電力又はトラクションモータM3にて回生された電力を適度な電圧に変換して二次電池22を充電する他、燃料電池21の出力電圧を調整して燃料電池21と二次電池22から電力負荷へ供給される電力の分配制御を行う。二次電池22としては、例えば、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、リチウム二次電池などが好適であり、その電源容量は燃料電池車両の予想される走行状態や負荷変動などに応じて設計される。但し、二次電池22に替えてキャパシタ等の蓄電装置を搭載してもよい。
燃料電池21の冷却水系統には、冷却水路52〜56、ラジエータ57、冷却水ポンプP2、三方弁A4,A5が設置されている。通常運転における冷却状態では、三方弁A4のポートa1,a2を開き、ポートa3を閉じる一方で、三方弁A5のポートb1,b3を開き、ポートb2を閉じる。すると、冷却水路52,53によって閉回路が形成され、燃料電池21から排出された高温の冷却水はラジエータ57にて冷却された後、冷却水路52,53を循環する。冷却水温度は三方弁A4の各ポートa1〜a3を開閉制御し、冷却水路52から分岐してラジエータ57をバイパスする冷却水路54のバイパス流量を調整することにより調整できる。一方、冷却水路55,56はエアコン装置30内部に設置された熱交換器51に連通しており、エアコン装置30との間で熱交換を行い、冷却水温度を昇温することによって、燃料電池21を適度な温度に暖機できるように構成されている。冷却水とエアコン装置30との熱交換により燃料電池21を暖機する処理手順の詳細については後述する。
エアコン装置30はヒートポンプサイクルによって車室内を冷暖房制御するための装置であり、主として、室内器(熱交換器)41と室外器(熱交換器)42を備え、圧縮機P1によって冷媒を循環流路43内に循環させている。循環流路43には、膨張弁A1,A2、四方弁A3、圧縮機P1が設置されており、四方弁A3の各ポートc1〜c4を開閉制御することで冷媒の流れる方向を制御し、圧縮機P1の回転方向を変えることなくヒートポンプサイクルを実現できるように構成されている。エアコン装置30はエアコン用ダクト31から取り入れた外気をブロアファンPNにより圧縮し、室内器41にて熱交換を行った後、車室内又は車室外へ向けて温風又は冷風を送風する。車室内を冷暖房する場合には、車室外に連通する通風路33をエアコン用ダクト切り替え弁A6によって閉塞し、車室内に連通する通風路32に温風又は冷風を導く。一方、車室内を冷暖房しない場合には、車室内に連通する通風路32をエアコン用ダクト切り替え弁A6によって閉塞し、車室外に連通する通風路33に温風又は冷風を導く。上述した熱交換器51にはエアコン装置30と熱交換器51との間の熱交換を遮断するための切り替え弁A7,A8が設置されており、切り替え弁A7,A8が閉弁することによって熱交換器51がその周囲を覆われると、熱交換器51は外気との接触が断たれるため、エアコン装置30との熱交換が遮断される。一方、切り替え弁A7,A8が開弁すると、熱交換器51はエアコン装置30との間で熱交換が可能になる。
コントローラ(ECU)70はアクセルセンサ71からのアクセル開度信号、車速センサからの車速信号等に基づいて要求負荷を算出し、要求発電量が得られるように燃料電池21の運転制御を行う他、必要に応じて各種のシステム制御(例えば、後述する余剰電力消費制御など)を行う制御手段である。コントローラ70はSOC検出手段C1が検出した二次電池22のSOC、温度検出手段C2が検出した燃料電池21の温度、湿度検出手段C3が検出した燃料電池21の湿度を取得することによってシステム状態(例えば、燃料電池21の内部状態(温度又は湿度等)及び二次電池22の充電状態)を監視し、上述した圧縮機P1、冷却水ポンプP2、各種の弁A1〜A8、ブロアファンPN、湿度調整手段MC、DC/DCコンバータCNV、インバータINV1〜INV3を制御することによりシステム全体を制御する。また、コントローラ70は低負荷運転時に燃料電池21の運転を一時休止し、二次電池22からの電力供給のみで車両走行する運転モード(間欠運転モード)を実施するように構成されている。
図3はエアコン装置30の冷暖房要求の有無、二次電池22の充電状態、及び燃料電池21の暖機要求の有無に基づいてシステムを7種類の状態に分類した表を示している。図2は上述した7種類の状態のうち「状態1」に対応する余剰電力消費制御のフローチャートを示している(説明の便宜上、「状態2」〜「状態7」については省略している。)ここで、「余剰電力消費制御」とは、二次電池22が過充電の状態において、低負荷運転時(回生制動時)に発生した余剰電力を補機類の運転効率を低下させて消費させる制御をいい、燃料電池21の暖機要求がある場合には余剰電力を熱エネルギーに変換して燃料電池21を暖機する制御を含む。
まず、「状態1」における余剰電力消費制御について説明する。「状態1」は車室内の暖房要求があり、二次電池22が過充電の状態にあり、更に、燃料電池21の暖機要求があるときのシステム状態である。「状態1」では、二次電池22が過充電の状態にあるため、燃料電池21の運転を制限(望ましくは、一時休止)し、トラクションモータM3が回収した回生電力によって補機類等(例えば、圧縮機P1や冷却水ポンプP2など)に動作電力を供給する。また、このシステム状態では車室内の暖房要求と燃料電池21の暖機要求があるため、コントローラ70はトラクションモータM3によって回収された回生電力量(余剰電力量)、燃料電池21の目標温度、燃料電池車両10の走行速度等に基づいて燃料電池21の温度調整に必要な熱エネルギーを算出する。そして、余剰電力から燃料電池21の温度調整に必要な熱エネルギーを控除した残存電力量では車室温度をドライバが指定した温度に調整できない場合には、エアコン装置30の作動目標温度をこの残存電力量で賄うことのできる温度に変更する。コントローラ70は車室内温度と作動目標温度(要求温度)の偏差から算出される車室内の暖房に必要な熱エネルギーと、燃料電池21を目標温度に暖機するために必要な熱エネルギー(エアコン装置30と熱交換器51の熱交換量を含む)を合計した熱エネルギーが室内器41から放出されるように膨張弁A1,A2、四方弁A3、圧縮機P1、及びブロアファンPNを制御する。具体的には、コントローラ70は圧縮機P1を駆動させて冷媒を循環させるとともに、膨張弁A1を全開にし、膨張弁A2を膨張弁として使用し、四方弁A3のポートc2とc3を連通状態にし、ポートc1とc4を連通状態にする。これにより室内器41は放熱を行い、室外器42は吸熱を行うので、エアコン用ダクト31から取り込まれた外気は室内器41から熱を受け取り、熱交換器51を通過する過程において冷却水と熱交換を行いつつ、通風路32に導かれる。熱交換器51により昇温された冷却水は冷却水ポンプP2によって冷却水路52,55,56,53を循環し、燃料電池21を暖機する。このとき三方弁A5のポートb1,b2は開かれ、ポートb3は閉じられている。また、エアコン用ダクト切り替え弁A6は通風路33を閉塞するように弁位置が制御され、切り替え弁A7,A8は熱交換器51とエアコン装置30とが熱交換できるように弁位置が制御される。このようにコントローラ70とエアコン装置30は余剰電力を熱エネルギーに変換して燃料電池21の温度を調整する温度調整手段として機能する。
尚、燃料電池21を暖機する際には湿度調整手段MCを制御して燃料電池21内部の高分子電解質膜が適度な湿潤状態を保持できるように制御するのが好ましい。例えば、コントローラ70はエアコンプレッサ62を低回転させて、加湿器63にて加湿された微量のエアを燃料電池21に供給し、湿度検出手段C3が検出した湿度が目標湿度に一致するように制御する。但し、湿度に限らず露点を基に燃料電池21の湿潤状態を制御してもよい。また、冷却水ポンプP2の回転数やラジエータ57の冷却能力等を制御して、燃料電池21に流入する冷却水の温度上昇率(単位時間あたりの上昇温度)を緩やかに制御することで燃料電池21の湿潤状態を制御してもよい。このように余剰電力を熱エネルギーに変換し、その熱エネルギーの一部を利用して燃料電池21を暖機することにより余剰電力を効率的に消費することで、二次電池22の過充電を抑制しつつ、燃料電池21の冷却によるI−V特性の悪化状態(出力制限状態)を抑制できる。燃料電池21の目標温度としては燃料電池車両10の走行速度が速くなる程、高くなるように設定するのが望ましい。
ここで、図2を参照しながら「状態1」における余剰電量消費制御について再述する(但し、上述の説明と重複する部分については説明を簡略化する。)。コントローラ70は二次電池22のSOCを監視し、SOCが所定値(例えば80%〜90%)以上である場合には過充電であると判定する(S1;YES)。二次電池22が過充電の状態においてトラクションモータM3による回生制動が行われると(S2;YES)、回生電力によって低負荷運転時の車載補機類の動作電力を賄えるため、燃料電池21の運転を停止する(S3)。次いで、車室内の暖房要求があるか否かをチェックし(S4)、暖房要求がある場合には(S4;YES)、エアコン装置30を制御して車室内を暖房し(S5)、暖房要求がない場合には(S4;NO)、暖房は行わない。次いで、燃料電池21の暖機要求があるか否かをチェックし(S6)、暖機要求がある場合には(S6;YES)、熱交換器51を介して冷却水による燃料電池21の暖機制御を行う(S7)。この暖機制御では温度検出手段C2が検出した燃料電池21内部の温度が目標温度に一致するように室内器41の放熱量、熱交換器51における熱交換量、冷却水ポンプP2の回転数、ラジエータ57の冷却能力などが制御される。更に、必要に応じて燃料電池21内部の高分子電解質膜が乾燥し過ぎないように湿潤状態が制御される(S8)。
次に、「状態2」〜「状態7」の各状態における余剰電力消費制御の概要について説明する。「状態2」は車室内の冷暖房要求がなく、二次電池22が過充電の状態にあり、更に、燃料電池21の暖機要求がある状態である。この状態ではトラクションモータM3で回収した回生電力を利用して圧縮機P1と冷却水ポンプP2を駆動し、エアコン装置30から放熱される熱によって熱交換器51を介して冷却水を昇温し、燃料電池21を目標温度に暖機する。エアコン用ダクト切り替え弁A6は通風路32を閉塞することにより、車室内には温風が導かれないように制御される。
「状態3」は車室内の暖房要求があり、二次電池22が過充電の状態になく、更に、燃料電池21の暖機要求がある状態である。この状態では二次電池22は過充電の状態にないため、燃料電池21が発電した電力で補機類(例えば、圧縮機P1や冷却水ポンプP2など)を駆動する。コントローラ70は室内器41によって放熱が行われ、室外器42によって吸熱が行われるように膨張弁A1,A2、四方弁A3を制御し、更に、車室温度と燃料電池21の温度がそれぞれ目標温度に達するために必要な圧縮機P1と冷却水ポンプP2の消費電力量を算出し、燃料電池21の発電量を制御する。
「状態4」は車室内の冷暖房要求がなく、二次電池22が過充電の状態になく、更に、燃料電池21の暖機要求がある状態である。この状態では「状態3」と同様に燃料電池21が発電した電力で補機類(例えば、圧縮機P1や冷却水ポンプP2など)を駆動し、室内器41に放熱を行わせ、室外器42に吸熱を行わせる。コントローラ70は燃料電池21の温度が目標温度に達するために必要な圧縮機P1と冷却水ポンプP2の消費電力量を算出し、燃料電池21の発電量を制御する。コントローラ70はエアコン装置30から放熱される熱によって熱交換器51を介して冷却水を昇温し、燃料電池21を目標温度に暖機する。エアコン用ダクト切り替え弁A6は通風路32を閉塞することにより、車室内には温風が導かれないように制御される。
「状態5」は車室内の冷房要求があり、二次電池22が過充電の状態にあり、更に、燃料電池21の暖機要求がない状態である。この状態ではトラクションモータM3で回収した回生電力を利用して圧縮機P1と冷却水ポンプP2を駆動し、膨張弁A1,A2、四方弁A3を制御して室内器41に吸熱を行わせ、室外器42に発熱を行わせる。室内器41の吸熱動作によって発生した冷風は通風路32を通じて車室内に導かれる。エアコン用ダクト切り替え弁A6は通風路33を閉塞することにより、車室外には冷風が導かれないように制御される。また、燃料電池21内部を循環する冷却水は熱交換器51に流入しないように三方弁A5が制御される。切り替え弁A7,A8は熱交換器51とエアコン装置30との間で熱交換が行われないように弁位置が制御される。
「状態6」は車室内の暖房要求があり、二次電池22が過充電の状態にあり、更に、燃料電池21の暖機要求がない状態である。この状態ではトラクションモータM3で回収した回生電力を利用して圧縮機P1と冷却水ポンプP2を駆動し、膨張弁A1,A2、四方弁A3を制御して室内器41に発熱を行わせ、室外器42に吸熱を行わせる。室内器41の発熱動作によって発生した温風は通風路32を通じて車室内に導かれる。エアコン用ダクト切り替え弁A6は通風路33を閉塞することにより、車室外には温風が導かれないように制御される。また、燃料電池21内部を循環する冷却水は熱交換器51に流入しないように三方弁A5が制御される。切り替え弁A7,A8は熱交換器51とエアコン装置30との間で熱交換が行われないように弁位置が制御される。
「状態7」は車室内の冷暖房要求がなく、二次電池22が過充電の状態にあり、更に、燃料電池21の暖機要求がない状態である。この状態ではトラクションモータM3で回収した回生電力を利用して圧縮機P1と冷却水ポンプP2を駆動し、膨張弁A1,A2、四方弁A3を制御して室内器41に発熱を行わせ、室外器42に吸熱を行わせる。室内器41の発熱動作によって発生した温風は通風路33を通じて車室外に導かれる。エアコン用ダクト切り替え弁A6は通風路32を閉塞することにより、車室内には温風が導かれないように制御される。また、燃料電池21内部を循環する冷却水は熱交換器51に流入しないように三方弁A5が制御される。切り替え弁A7,A8は熱交換器51とエアコン装置30との間で熱交換が行われないように弁位置が制御される。
尚、燃料電池21の温度を調整する温度調整手段としては、上述したエアコン装置30の他に、例えば、電気ヒータを燃料電池21の内部(例えば、セパレータ内)又は冷却水路に設置し、余剰電力を利用して電気ヒータを通電し、燃料電池21を直接的に又は冷却水を介して間接的に温度調整してもよい。
本実施形態の燃料電池車両のシステム構成図である。 本実施形態の余剰電力消費制御のフローチャートである。 本実施形態のシステム状態表である。
符号の説明
10…燃料電池車両 21…燃料電池 22…二次電池 30…エアコン装置 70…コントローラ INV1〜INV3…インバータ M1〜M3…モータ C1…SOC検出手段 C2…温度検出手段 C3…湿度検出手段 MC…湿度調整手段

Claims (7)

  1. 燃料電池と、蓄電装置と、前記燃料電池又は前記蓄電装置のうち少なくとも何れか一方から供給される電力によって駆動されるとともに回生電力を前記蓄電装置に充電可能なトラクションモータと、前記蓄電装置のSOCが所定値以上の状態で余剰電力が発生した場合に前記燃料電池の運転を制限するとともに、前記余剰電力を消費して前記燃料電池の温度を調整する温度調整手段とを備える、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、前記温度調整手段は前記蓄電装置のSOCが所定値以上の状態で余剰電力が発生した場合に前記燃料電池の運転を一時休止させる、燃料電池車両。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の燃料電池車両であって、前記温度調整手段は車両走行速度が速い程、前記燃料電池の温度を高くする、燃料電池車両。
  4. 請求項1乃至請求項3のうち何れか1項に記載の燃料電池車両であって、前記余剰電力は前記トラクションモータが回生制動時に回収した回生電力である、燃料電池車両。
  5. 請求項1乃至請求項4のうち何れか1項に記載の燃料電池車両であって、前記温度調整手段は前記燃料電池車両の空調装置を含む、燃料電池車両。
  6. 請求項5に記載の燃料電池車両であって、前記温度調整手段は前記余剰電力の一部を前記燃料電池の温度調整に必要な熱エネルギーとして消費し、前記余剰電力から前記熱エネルギーを控除した残存電力量に基づいて車室の目標温度を調整する、燃料電池車両。
  7. 請求項1乃至請求項6のうち何れか1項に記載の燃料電池車両であって、前記燃料電池の温度調整に伴って燃料電池内部の湿度を調整する湿度調整手段を更に備える、燃料電池車両。

JP2004210538A 2004-07-16 2004-07-16 燃料電池車両 Expired - Fee Related JP4419735B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004210538A JP4419735B2 (ja) 2004-07-16 2004-07-16 燃料電池車両

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004210538A JP4419735B2 (ja) 2004-07-16 2004-07-16 燃料電池車両

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006032169A true JP2006032169A (ja) 2006-02-02
JP4419735B2 JP4419735B2 (ja) 2010-02-24

Family

ID=35898255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004210538A Expired - Fee Related JP4419735B2 (ja) 2004-07-16 2004-07-16 燃料電池車両

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4419735B2 (ja)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008126911A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Toyota Motor Corp 燃料電池と空調の協調冷却システム
JP2008126917A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Toyota Motor Corp 燃料電池と空調の協調冷却システム
KR101283178B1 (ko) 2011-12-14 2013-07-05 현대자동차주식회사 차량용 연료전지시스템 및 이의 제어방법
US8722265B2 (en) 2007-11-21 2014-05-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2015503205A (ja) * 2011-12-09 2015-01-29 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイションUnited Technologies Corporation 燃料電池アセンブリおよびその制御方法
JP2018122792A (ja) * 2017-02-02 2018-08-09 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP2018174031A (ja) * 2017-03-31 2018-11-08 トヨタ自動車株式会社 燃料電池車両
KR101915848B1 (ko) * 2016-09-23 2019-01-08 재단법인대구경북과학기술원 연료 전지와 이차 전지의 하이브리드 전원 공급 시스템 및 제어 방법
CN109941115A (zh) * 2017-12-21 2019-06-28 本田技研工业株式会社 电动车辆
JP2019115127A (ja) * 2017-12-21 2019-07-11 本田技研工業株式会社 電動車両
KR20200065179A (ko) * 2018-11-29 2020-06-09 현대자동차주식회사 연료전지시스템의 운전 제어 방법
US10840567B2 (en) 2016-07-01 2020-11-17 Mitsubishi Electric Corporation Storage battery cooling control device and storage battery cooling control method
JP2021002904A (ja) * 2019-06-20 2021-01-07 株式会社豊田自動織機 燃料電池車両
CN113721154A (zh) * 2021-08-31 2021-11-30 潍柴动力股份有限公司 一种燃料电池工况点选取方法及装置
JP2021190310A (ja) * 2020-05-29 2021-12-13 本田技研工業株式会社 制御システム、移動体、および制御方法
US11440434B2 (en) * 2019-07-17 2022-09-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle and method for controlling hybrid vehicle

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008126911A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Toyota Motor Corp 燃料電池と空調の協調冷却システム
JP2008126917A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Toyota Motor Corp 燃料電池と空調の協調冷却システム
US8722265B2 (en) 2007-11-21 2014-05-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2015503205A (ja) * 2011-12-09 2015-01-29 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイションUnited Technologies Corporation 燃料電池アセンブリおよびその制御方法
US9318759B2 (en) 2011-12-09 2016-04-19 Audi Ag Fuel cell assembly and method of control
KR101283178B1 (ko) 2011-12-14 2013-07-05 현대자동차주식회사 차량용 연료전지시스템 및 이의 제어방법
US10840567B2 (en) 2016-07-01 2020-11-17 Mitsubishi Electric Corporation Storage battery cooling control device and storage battery cooling control method
KR101915848B1 (ko) * 2016-09-23 2019-01-08 재단법인대구경북과학기술원 연료 전지와 이차 전지의 하이브리드 전원 공급 시스템 및 제어 방법
JP2018122792A (ja) * 2017-02-02 2018-08-09 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP2018174031A (ja) * 2017-03-31 2018-11-08 トヨタ自動車株式会社 燃料電池車両
JP2019115124A (ja) * 2017-12-21 2019-07-11 本田技研工業株式会社 電動車両
JP2019115127A (ja) * 2017-12-21 2019-07-11 本田技研工業株式会社 電動車両
CN109941115A (zh) * 2017-12-21 2019-06-28 本田技研工业株式会社 电动车辆
US10889161B2 (en) 2017-12-21 2021-01-12 Honda Motor Co., Ltd. Electric vehicle
KR20200065179A (ko) * 2018-11-29 2020-06-09 현대자동차주식회사 연료전지시스템의 운전 제어 방법
KR102540935B1 (ko) * 2018-11-29 2023-06-08 현대자동차주식회사 연료전지시스템의 운전 제어 방법
JP2021002904A (ja) * 2019-06-20 2021-01-07 株式会社豊田自動織機 燃料電池車両
US11440434B2 (en) * 2019-07-17 2022-09-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle and method for controlling hybrid vehicle
JP2021190310A (ja) * 2020-05-29 2021-12-13 本田技研工業株式会社 制御システム、移動体、および制御方法
JP7455001B2 (ja) 2020-05-29 2024-03-25 本田技研工業株式会社 制御システム、移動体、および制御方法
CN113721154A (zh) * 2021-08-31 2021-11-30 潍柴动力股份有限公司 一种燃料电池工况点选取方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP4419735B2 (ja) 2010-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4419735B2 (ja) 燃料電池車両
US10106012B2 (en) Air-conditioner for vehicle
KR101136897B1 (ko) 공기조절제어시스템
JP5754346B2 (ja) 燃料電池システム
JP6687895B2 (ja) 車両用燃料電池の暖機装置
JP5644746B2 (ja) 燃料電池車両用空調装置
JP5673261B2 (ja) 燃料電池システム
JP4341356B2 (ja) 燃料電池システム
US20070218328A1 (en) Fuel cell system
KR20130013008A (ko) 전기자동차의 폐열관리시스템 및 관리방법
WO2007119688A1 (ja) 燃料電池用の温度制御システム
JP4930270B2 (ja) 車両および熱交換システム
JP5818014B2 (ja) 燃料電池システム
JP5747701B2 (ja) 組電池の温度調節装置
JP4984808B2 (ja) 空調制御システム
JP2013177101A (ja) 空調制御方法および空調制御システム
JP2011131858A (ja) 燃料電池を備える空調システムおよび燃料電池を用いた空調方法、並びに、空調システムを備える燃料電池車両
JP2009154697A (ja) バッテリ温度管理装置
JP2008108538A (ja) 燃料電池システム
JP7322498B2 (ja) 燃料電池システム
JP7426427B2 (ja) 温調装置及び車両
JP2018147614A (ja) 燃料電池システム
KR102540935B1 (ko) 연료전지시스템의 운전 제어 방법
JP2018147732A (ja) 電動車両
JP7472189B2 (ja) 温調装置及び車両

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070628

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090804

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090929

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091110

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091123

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131211

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees