JP2023145822A - 燃料電池車両および予測方法 - Google Patents

燃料電池車両および予測方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2023145822A
JP2023145822A JP2022052680A JP2022052680A JP2023145822A JP 2023145822 A JP2023145822 A JP 2023145822A JP 2022052680 A JP2022052680 A JP 2022052680A JP 2022052680 A JP2022052680 A JP 2022052680A JP 2023145822 A JP2023145822 A JP 2023145822A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
amount
hydrogen
current
cell vehicle
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.)
Pending
Application number
JP2022052680A
Other languages
English (en)
Inventor
貴春 渡辺
Takaharu Watanabe
健太 鈴木
Kenta Suzuki
秀樹 望月
Hideki Mochizuki
優 山中
Masaru Yamanaka
佑紀 福西
Yuki Fukunishi
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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 Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2022052680A priority Critical patent/JP2023145822A/ja
Priority to US18/126,704 priority patent/US20230311710A1/en
Priority to CN202310312555.9A priority patent/CN116895795A/zh
Publication of JP2023145822A publication Critical patent/JP2023145822A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/13—Maintaining the SoC within a determined range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/40—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for controlling a combination of batteries and fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0444—Concentration; Density
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04574—Current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04992—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the implementation of mathematical or computational algorithms, e.g. feedback control loops, fuzzy logic, neural networks or artificial intelligence
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549—Current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2250/00—Driver interactions
    • B60L2250/16—Driver interactions by display
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/20—Drive modes; Transition between modes
    • B60L2260/26—Transition between different drive modes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/40—Control modes
    • B60L2260/50—Control modes by future state prediction
    • B60L2260/52—Control modes by future state prediction drive range estimation, e.g. of estimation of available travel distance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/40—Control modes
    • B60L2260/50—Control modes by future state prediction
    • B60L2260/54—Energy consumption estimation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

【課題】燃料電池が駆動源に供給できる電流量を正確に予測し、その電流量に基づいて航続可能距離を正確に算出することを目的とする。【解決手段】燃料電池車両は、所定のタイミングから現在までの間の燃料電池の出力電流の第１総量ＣＡ１を算出する第１電流量算出部３０と、所定のタイミングから現在までの間に水素タンクが出力した水素の総量ＣＨＧを算出する水素量算出部３２と、水素タンクの水素残量ＲＨＧを取得する残量取得部３４と、燃料電池が供給できる電流量ＣＡＰを第１総量ＣＡ１と総量ＣＨＧと水素残量ＲＨＧとに基づいて予測する電流量予測部３６とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池が供給可能な電流量を予測する燃料電池車両と、予測方法と、に関する。
近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保するため、エネルギーの効率化に貢献する燃料電池に関する研究開発が行われている。
特許文献１には、燃料電池を備える燃料電池車両の航続可能距離を算出する方法が開示されている。その方法によると、燃料電池車両の燃費に基づいて、燃料電池車両の航続可能距離が算出される。
特開２０２１－１１８６５８号公報
ところで、燃料電池に関する技術においては、燃費に基づいて航続可能距離を正確に算出することが難しい場合がある。
本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。
本発明の第１の態様は、水素を貯蔵する水素タンクと、前記水素を用いて発電する燃料電池と、前記燃料電池が発電した電力を用いて駆動する駆動源とを備える燃料電池車両であって、所定のタイミングから現在までの間に前記燃料電池が出力した出力電流の第１総量を算出する第１電流量算出部と、前記所定のタイミングから現在までの間に前記水素タンクが前記燃料電池に出力した水素の総量を算出する水素量算出部と、前記水素タンクに現在残っている水素残量を取得する残量取得部と、前記出力電流の第１総量と、前記水素の総量と、前記水素残量とに基づいて、前記燃料電池が供給できる電流量を予測する電流量予測部と、を備える、燃料電池車両である。
本発明の第２の態様は、水素を貯蔵する水素タンクと、前記水素を用いて発電する燃料電池と、前記燃料電池が発電した電力を用いて駆動する駆動源とを含む燃料電池車両の前記燃料電池が供給できる電流量を予測する予測方法であって、所定のタイミングから現在までの間に前記燃料電池が出力した出力電流の第１総量を算出する第１電流量算出ステップと、前記所定のタイミングから現在までの間に前記水素タンクが前記燃料電池に出力した水素の総量を算出する水素量算出ステップと、前記水素タンクに現在残っている水素残量を取得する残量取得ステップと、前記出力電流の第１総量と、前記水素の総量と、前記水素残量とに基づいて、前記燃料電池が供給できる電流量を予測する電流量予測ステップと、を含む、予測方法である。
本発明によれば、燃料電池車両の燃料電池が駆動源に供給できる電流量を正確に予測することができるので、その電流量に基づいて航続可能距離を正確に算出することが可能になる。
図１は、実施形態に係る車両の構成図である。 図２は、予測装置の構成図である。 図３は、実施形態に係る予測方法の流れを例示するフローチャートである。
［実施形態］
図１は、実施形態に係る車両１０の構成図である。
車両１０は、水素タンク１２と、燃料電池１４と、バッテリ１６と、駆動源１８と、表示部２０と、予測装置２２とを備える燃料電池車両である。
水素タンク１２は、水素（水素ガス）を貯蔵するタンクである。水素タンク１２に貯蔵された水素は、燃料電池１４に供給される。
燃料電池１４は、水素タンク１２から供給される水素を用いて発電する発電装置である。燃料電池１４は、供給される水素と、酸素との化学反応を利用して発電する。燃料電池１４には、例えば、酸素を含む空気が供給される。燃料電池１４は、発電することで、電流を出力する。燃料電池１４の出力電流は、駆動源１８またはバッテリ１６に入力される。
バッテリ１６は、電力を蓄える二次電池である。バッテリ１６は、電流が供給されることで、充電される。充電したバッテリ１６は、必要に応じて、駆動源１８に電流を供給することができる。
駆動源１８は、例えば回転電機である。駆動源１８は、供給される電流を用いて駆動する。駆動源１８は、駆動することで、例えば所定の伝達機構を介して車両１０の車輪を回転させる。これにより、車両１０は走行する。すなわち、車両１０は、駆動源１８の駆動に応じて走行する。所定の伝達機構は、例えばトランスミッションを含む。車輪と所定の伝達機構との図示は省略する。
また、駆動源１８に含まれる回転電機は、車両１０を減速させる場合に、車輪の回転力（回生力）を用いて発電してもよい。回転電機の発電によって発生した電流は、バッテリ１６に供給されてもよい。
表示部２０は、例えばＭＩＤ（Multi Information Display）である。表示部２０は、各種情報を適宜表示する表示画面２０１を有する。なお、表示部２０は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等でもよい。
なお、車両１０は、表示画面２０１に表示させる情報の種類を切り替えるために乗員が操作する操作部をさらに備えてもよい。
図２は、予測装置２２の構成図である。
予測装置２２は、燃料電池１４が発電できる積算電流量を予測するコンピュータである。予測装置２２は、例えば車載ＥＣＵ（Electronic Control Device）に含まれる。予測装置２２は、記憶部２４と、演算部２６とを備える。
記憶部２４は、記憶回路を備える。この記憶回路は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリを１以上含む。
記憶部２４は、予測プログラム２８を記憶する。予測プログラム２８は、本実施形態に係る予測方法を予測装置２２に実行させるためのプログラムである。
なお、記憶部２４が記憶するデータは、予測プログラム２８に限定されない。記憶部２４は、必要に応じて各種データを記憶してもよい。記憶部２４が記憶する各種データのうち、いくつかは、追って説明する。
演算部２６は、処理回路を備える。この処理回路は、例えば１以上のプロセッサを含む。ただし、演算部２６の処理回路は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の集積回路を含んでもよい。また、演算部２６の処理回路は、ディスクリートデバイスを含んでもよい。
演算部２６は、第１電流量算出部３０と、水素量算出部３２と、残量取得部３４と、電流量予測部３６と、走行距離算出部３８と、第２電流量算出部４０と、電費算出部４２と、残容量取得部４４と、可能距離算出部４６と、表示制御部４８とを備える。
第１電流量算出部３０と、水素量算出部３２と、残量取得部３４と、電流量予測部３６と、走行距離算出部３８とは、演算部２６のプロセッサが予測プログラム２８を実行することで実現される。同様に、第２電流量算出部４０と、電費算出部４２と、残容量取得部４４と、可能距離算出部４６と、表示制御部４８とは、演算部２６のプロセッサが予測プログラム２８を実行することで実現される。ただし、前述の集積回路、ディスクリートデバイス等は、第１電流量算出部３０と、水素量算出部３２と、残量取得部３４と、電流量予測部３６と、走行距離算出部３８との少なくとも一部を実現してもよい。また、前述の集積回路、ディスクリートデバイス等は、第２電流量算出部４０と、電費算出部４２と、残容量取得部４４と、可能距離算出部４６と、表示制御部４８との少なくとも一部を実現してもよい。
第１電流量算出部３０は、燃料電池１４が所定期間のうちに出力した出力電流の総量を算出する。所定期間の間に燃料電池１４が出力した出力電流の総量は、以下の説明において、第１総量ＣＡ１とも記載される。算出された第１総量ＣＡ１は、記憶部２４に記憶されてもよい。
所定期間は、例えば、所定のタイミングから現在までの期間である。この所定のタイミングは、例えば、車両１０の始動時である。ただし、所定のタイミングは、車両１０の走行中でもよい。
第１総量ＣＡ１は、例えば、電流センサ５０（図１参照）が燃料電池１４の出力電流に応じて出力する検出信号に基づいて算出される。第１電流量算出部３０は、電流センサ５０が検出した電流を積算することで、第１総量ＣＡ１を算出する。
水素量算出部３２は、水素タンク１２が所定期間のうちに燃料電池１４に出力した水素の総量ＣＨＧを算出する。算出された水素の総量ＣＨＧは、記憶部２４に記憶されてもよい。
水素の総量ＣＨＧは、例えば、流量センサ５２（図１参照）が水素タンク１２から出力される水素の流量に応じて出力する検出信号に基づいて算出される。水素量算出部３２は、流量センサ５２が検出した流量を積算することで、水素の総量ＣＨＧを算出する。
なお、水素の総量ＣＨＧは、水素タンク１２内のガス圧を検出する圧力センサを用いて取得されてもよい。つまり、水素タンク１２から水素が出力されることで、水素タンク１２内のガス圧が変化する。そのガス圧の変化量に基づくことで、水素の流量を算出することができる。
残量取得部３４は、水素タンク１２に現在残っている水素残量ＲＨＧを取得する。取得された水素残量ＲＨＧは、記憶部２４に記憶されてもよい。
水素残量ＲＨＧは、水素の総量ＣＨＧと同様に、流量センサ５２、または圧力センサの検出信号に基づいて取得することができる。
電流量予測部３６は、第１総量ＣＡ１と、水素の総量ＣＨＧと、水素残量ＲＨＧとに基づいて、燃料電池１４が供給できる電流量を予測する。電流量予測部３６が予測する電流量は、以下の説明において、予測電流量ＣＡＰとも記載される。
予測電流量ＣＡＰは、第１総量ＣＡ１を水素の総量ＣＨＧで割った商と、水素残量ＲＨＧとの積である。電流量予測部３６は、例えば次の数式（１）に基づいて予測電流量ＣＡＰを予測する。ただし、数式（１）のうち、ＣＡＰは、予測電流量ＣＡＰ（単位：アンペア時）を示す。ＣＡ１は、所定期間の第１総量ＣＡ１（単位：アンペア時）を示す。ＣＨＧは、所定期間の水素の総量ＣＨＧ（単位：グラム）を示す。ＲＨＧは、現在の水素残量ＲＨＧ（単位：グラム）を示す。
Figure 2023145822000002
算出された予測電流量ＣＡＰは、記憶部２４に記憶されてもよい。
電流量予測部３６によれば、予測電流量ＣＡＰが正確に予測される。予測電流量ＣＡＰは、以下にさらに説明されるように、車両１０の航続可能距離ＣＤを算出することに用いることができる。
走行距離算出部３８は、走行距離ＴＤを算出する。走行距離ＴＤは、所定期間のうちに車両１０が走行した距離である。算出された走行距離ＴＤは、記憶部２４に記憶されてもよい。
走行距離算出部３８は、例えば、車速（速度）と所定期間（時間）との積を、走行距離ＴＤとして算出する。車速は、例えば、車速センサ５４（図１参照）が駆動源１８の出力に応じて出力する検出信号の検出信号に基づいて取得される。
第２電流量算出部４０は、バッテリ１６が所定期間のうちに出力した出力電流の総量を算出する。バッテリ１６が所定期間のうちに出力した出力電流の総量は、以下の説明において第２総量ＣＡ２とも記載される。算出された第２総量ＣＡ２は、記憶部２４に記憶されてもよい。
バッテリ１６の出力電流は、例えば、電流センサ５６（図１参照）がバッテリ１６の出力電流に応じて出力する検出信号に基づいて取得される。第２電流量算出部４０は、電流センサ５６が検出した電流を積算することで、第２総量ＣＡ２を算出する。
電費算出部４２は、第１総量ＣＡ１と、第２総量ＣＡ２と、走行距離ＴＤとに基づいて、車両１０の電費ＥＰＣを算出する。
電費ＥＰＣは、第１総量ＣＡ１と第２総量ＣＡ２との和で走行距離ＴＤを割った商である。電費算出部４２は、例えば次の数式（２）に基づいて電費ＥＰＣを算出する。ただし、数式（２）のうち、ＥＰＣは、電費ＥＰＣ（単位：メートル／アンペア時）を示す。ＣＡ２は、第２総量ＣＡ２（単位：アンペア時）を示す。ＴＤは、所定期間の車両１０の走行距離ＴＤ（単位：メートル）を示す。
Figure 2023145822000003
数式（２）によれば、電費ＥＰＣは、単位電流量当たりの車両１０の走行距離を示す。算出された電費ＥＰＣは、記憶部２４に記憶されてもよい。
残容量取得部４４は、バッテリ１６の現在の残容量ＣＡ３を取得する。残容量ＣＡ３は、例えば、残量センサ５８（図１参照）がバッテリ１６の電圧と電流とに応じて出力する検出信号に基づいて取得される。取得された残容量ＣＡ３は、記憶部２４に記憶されてもよい。
可能距離算出部４６は、予測電流量ＣＡＰと、電費ＥＰＣと、残容量ＣＡ３とに基づいて、車両１０の航続可能距離ＣＤを算出する。航続可能距離ＣＤは、燃料電池１４とバッテリ１６との両方を用いる場合に車両１０が航続可能な距離を示す。算出された航続可能距離ＣＤは、記憶部２４に記憶されてもよい。
航続可能距離ＣＤは、電費ＥＰＣと残容量ＣＡ３との積と、電費ＥＰＣと予測電流量ＣＡＰとの積と、の和である。したがって、可能距離算出部４６は、例えば次の数式（３）に基づいて、航続可能距離ＣＤを算出する。ただし、数式（３）において、ＣＤは、航続可能距離ＣＤ（単位：メートル）を示す。ＣＡ３は、バッテリ１６の現在の残容量ＣＡ３（単位：アンペア時）を示す。
Figure 2023145822000004
数式（３）によれば、航続可能距離ＣＤは、電流量（第１総量ＣＡ１、第２総量ＣＡ２）と、電費ＥＰＣとに基づいて求まる。したがって、本実施形態によれば、車両１０の燃費を算出することなしに、車両１０の航続可能距離ＣＤを算出することができる。
なお、燃費に基づいて車両１０の航続可能距離ＣＤを算出する方法がある。つまり、燃費は、水素の単位重量当たりの、車両１０の走行距離である。従来は、この燃費と、水素タンク１２の水素残量ＲＨＧとの積に基づいて、航続可能距離ＣＤが算出された（特許文献１も参照）。
ただし、燃費は、車両１０の走行中に変化する。例えば、前述の回転電機が回生力を用いて発電する。これにより、（１）バッテリ１６が充電される。充電されたバッテリ１６を用いて車両１０が走行する場合、燃料電池１４の発電量が減少する。その結果、前記（１）の後において、（２）燃費が向上する。
ここで、上記（１）と（２）との間の時間差が問題になる。つまり、バッテリ１６が充電されてから、燃料電池１４の発電量が減少するまでの間に、時間差がある。したがって、上記（１）の段階において、上記（２）の後の燃費を用いて航続可能距離ＣＤを算出することは不可能である。その結果、上記（１）と（２）との間において、燃費に基づいて算出される航続可能距離ＣＤの正確さは失われる。
その点、本実施形態によれば、燃料電池１４の第１総量ＣＡ１と、残容量ＣＡ３との各々の変化を、航続可能距離ＣＤに速やかに反映させることができる。これにより、算出される航続可能距離ＣＤの正確さを維持することができる。
表示制御部４８は、表示部２０を制御して、航続可能距離ＣＤを表示画面２０１に表示させる。これにより、車両１０の乗員は、航続可能距離ＣＤを知ることができる。ただし、表示制御部４８は、表示部２０を制御して、予測電流量ＣＡＰ、電費ＥＰＣ等を表示画面２０１にさらに表示させてもよい。
また、表示制御部４８は、乗員の指示に応じて、予測電流量ＣＡＰ、電費ＥＰＣ等の表示を切り替えてもよい。
図３は、実施形態に係る予測方法の流れを例示するフローチャートである。
予測装置２２は、図３の予測方法を実行可能である。図３の予測方法は、第１電流量算出ステップＳ１と、水素量算出ステップＳ２と、残量取得ステップＳ３と、走行距離算出ステップＳ４とを含む。また、図３の予測方法は、第２電流量算出ステップＳ５と、残容量取得ステップＳ６と、電流量予測ステップＳ７と、電費算出ステップＳ８と、可能距離算出ステップＳ９と、表示制御ステップＳ１０とをさらに含む。
ただし、第１電流量算出ステップＳ１と、水素量算出ステップＳ２と、残量取得ステップＳ３と、走行距離算出ステップＳ４と、第２電流量算出ステップＳ５と、残容量取得ステップＳ６とは、順不同である。
第１電流量算出ステップＳ１では、第１電流量算出部３０が、第１総量ＣＡ１を算出する。第１電流量算出部３０は、電流センサ５０の検出信号に基づいて、第１総量ＣＡ１を算出することができる。
水素量算出ステップＳ２では、水素量算出部３２が、水素の総量ＣＨＧを算出する。水素量算出部３２は、流量センサ５２の検出信号に基づいて、水素の総量ＣＨＧを算出することができる。ただし、流量センサ５２の代わりに、圧力センサが用いられてもよい。
残量取得ステップＳ３では、残量取得部３４が、水素残量ＲＨＧを取得する。残量取得部３４は、流量センサ５２、または圧力センサの検出信号に基づいて、水素残量ＲＨＧを取得することができる。
走行距離算出ステップＳ４では、走行距離算出部３８が、走行距離ＴＤを算出する。走行距離算出部３８は、車速センサ５４の検出信号に基づいて、走行距離ＴＤを取得することができる。
第２電流量算出ステップＳ５では、第２電流量算出部４０が、第２総量ＣＡ２を算出する。第２電流量算出部４０は、電流センサ５６の検出信号に基づいて、第２総量ＣＡ２を算出することができる。
残容量取得ステップＳ６では、残容量取得部４４が、残容量ＣＡ３を取得する。残容量取得部４４は、残量センサ５８の検出信号に基づいて、残容量ＣＡ３を取得することができる。
電流量予測ステップＳ７では、電流量予測部３６が、第１電流量算出ステップＳ１と、水素量算出ステップＳ２と、残量取得ステップＳ３との実行結果に基づいて予測電流量ＣＡＰを予測する。電流量予測部３６は、例えば前述の数式（１）を用いて、予測電流量ＣＡＰを予測することができる。
電流量予測ステップＳ７が実行されることで、燃料電池１４が供給できる電流量が予測される。
電流量予測ステップＳ７は、第１電流量算出ステップＳ１と、水素量算出ステップＳ２と、残量取得ステップＳ３との全てが完了した後に、実行される。言い換えると、電流量予測ステップＳ７は、走行距離算出ステップＳ４と、第２電流量算出ステップＳ５と、残容量取得ステップＳ６とよりも先に開始されてもよい。
電費算出ステップＳ８では、電費算出部４２が、第１電流量算出ステップＳ１と、走行距離算出ステップＳ４と、第２電流量算出ステップＳ５との実行結果に基づいて電費ＥＰＣを算出する。電費算出部４２は、例えば前述の数式（２）を用いて、電費ＥＰＣを算出することができる。
可能距離算出ステップＳ９では、可能距離算出部４６が、残容量取得ステップＳ６と、電流量予測ステップＳ７と、電費算出ステップＳ８との実行結果に基づいて、航続可能距離ＣＤを算出する。可能距離算出部４６は、例えば前述の数式（３）を用いて、航続可能距離ＣＤを算出することができる。
表示制御ステップＳ１０は、表示制御部４８が、表示部２０を制御して、可能距離算出ステップＳ９で算出された航続可能距離ＣＤを表示画面２０１に表示させる。
表示制御ステップＳ１０が実行されることで、車両１０の乗員は、航続可能距離ＣＤを知る。
［変形例］
以下には、上記実施形態に係る変形例が記載される。ただし、上記実施形態と重複する説明は、以下の説明では可能な限り省略される。上記実施形態で説明済みの構成要素には、特に断らない限り、上記実施形態と同一の参照符号が付される。
（変形例１）
車両１０は、ＦＣＶＣＵ（FC Voltage Control Unit）をさらに備えてもよい。ＦＣＶＣＵは、例えば昇圧コンバータを含む。ＦＣＶＣＵは、燃料電池１４と、回転電機（インバータ）と、の間に配される。ＦＣＶＣＵは、第１電流（電圧）を調整して、駆動源１８に出力する。ただし、ＦＣＶＣＵが調整した第１電流は、バッテリ１６に出力されてもよい。
ＦＣＶＣＵを備える車両１０において、第１電流量算出部３０は、ＦＣＶＣＵに調整された後の第１電流の総量を、第１総量ＣＡ１として算出してもよい。したがって、電流センサ５０は、ＦＣＶＣＵから出力された電流を検出してもよい。
（変形例２）
可能距離算出部４６は、電費ＥＰＣと、予測電流量ＣＡＰとに基づいて、車両１０がバッテリ１６の残容量ＣＡ３を回転電機に供給することなく走行可能な航続可能距離ＣＤ（ＣＤ２）を算出してもよい。
なお、数式（３）中のＣＡ３にゼロを代入することで、航続可能距離ＣＤ２を算出するための次の数式（４）が得られる。数式（４）のうち、ＣＤ２は、航続可能距離ＣＤ２を示す。その他の文字は数式（３）に準ずる。
Figure 2023145822000005
表示制御部４８は、表示部２０を制御して、航続可能距離ＣＤ２とのうち少なくとも一方を表示画面２０１に表示させてもよい。
（変形例３）
変形例２に関連して、車両１０は、バッテリ１６を備えなくてもよい。その場合、第２電流量算出部４０と、電流センサ５６と、残容量取得部４４と、残量センサ５８とは、車両１０の構成から省略される。
また、本変形例の場合、電費ＥＰＣの算出方法が実施形態と異なる。具体的に、本変形例に係る電費ＥＰＣは、第１総量ＣＡ１で走行距離ＴＤを割った商である。したがって、本変形例に係る電費算出部４２は、次の数式（５）に基づいて電費ＥＰＣを算出する。なお、数式（５）のうち、ＥＰＣ２は、本変形例に係る電費ＥＰＣを示す。
Figure 2023145822000006
（変形例４）
可能距離算出部４６は、電費ＥＰＣと、バッテリ１６の残容量ＣＡ３に基づいて、車両１０が燃料電池１４の発電なしで走行可能な航続可能距離ＣＤ（ＣＤ３）を算出してもよい。車両１０は、例えばＥＶモードで走行する場合に、残容量ＣＡ３に基づいて、燃料電池１４の発電なしで走行する。
なお、数式（３）中のＣＡＰにゼロを代入することで、航続可能距離ＣＤ３を算出するための次の数式（６）が得られる。数式（６）のうち、ＣＤ３は、航続可能距離ＣＤ３を示す。
Figure 2023145822000007
表示制御部４８は、表示部２０を制御して、航続可能距離ＣＤ３を表示画面２０１に表示させてもよい。
（複数の変形例の組み合わせ）
前述された複数の変形例は、矛盾しない範囲内において適宜組み合わされてもよい。
［実施形態から得られる発明］
以下には、上記実施形態および変形例から把握しうる発明が記載される。
＜第１の発明＞
水素を貯蔵する水素タンク（１２）と、前記水素を用いて発電する燃料電池（１４）と、前記燃料電池が発電した電力を用いて駆動する駆動源（１８）とを備える燃料電池車両（１０）であって、所定のタイミングから現在までの間に前記燃料電池が出力した出力電流の第１総量（ＣＡ１）を算出する第１電流量算出部（３０）と、前記所定のタイミングから現在までの間に前記水素タンクが前記燃料電池に出力した水素の総量（ＣＨＧ）を算出する水素量算出部（３２）と、前記水素タンクに現在残っている水素残量（ＲＨＧ）を取得する残量取得部（３４）と、前記出力電流の第１総量と、前記水素の総量と、前記水素残量とに基づいて、前記燃料電池が供給できる電流量（ＣＡＰ）を予測する電流量予測部（３６）と、を備える、燃料電池車両である。
これにより、燃料電池車両の燃料電池が駆動源に供給できる電流量を正確に予測することができる。
第１の発明は、前記所定のタイミングから現在までの間に前記燃料電池車両が走行した走行距離（ＴＤ）を算出する走行距離算出部（３８）と、前記出力電流の第１総量と、前記走行距離とに基づいて、前記燃料電池車両の電費（ＥＰＣ）を算出する電費算出部（４２）と、を備えてもよい。これにより、燃料電池の出力電流量を反映した電費が算出される。
第１の発明は、前記駆動源に電力を供給するバッテリ（１６）と、前記所定のタイミングから現在までの間に前記バッテリが出力した出力電流の第２総量（ＣＡ２）を算出する第２電流量算出部（４０）と、を備え、前記電費算出部は、前記出力電流の第１総量と、前記走行距離と、前記第２総量とに基づいて、前記燃料電池車両の電費を算出してもよい。これにより、燃料電池の出力電流量と、バッテリの出力電流量との両方を反映した電費が算出される。
第１の発明は、前記燃料電池車両の電費と、前記電流量予測部が予測した電流量とに基づいて、前記燃料電池のみで走行可能な航続可能距離（ＣＤ２）を算出する可能距離算出部（４６）を備えてもよい。これにより、航続可能距離を正確に予測することができる。
第１の発明は、前記バッテリの残容量（ＣＡ３）を取得する残容量取得部（４４）を備え、前記燃料電池車両の電費と、前記バッテリの残容量とに基づいて、前記バッテリのみで走行可能な航続可能距離（ＣＤ３）を算出する可能距離算出部（４６）を備えてもよい。これにより、航続可能距離を正確に予測することができる。
前記可能距離算出部は、前記燃料電池車両の電費と、前記電流量予測部が予測した電流量と、前記バッテリの残容量とに基づいて、前記バッテリおよび前記燃料電池の両方で走行可能な航続可能距離（ＣＤ）を算出してもよい。これにより、例えば燃料電池車両をＥＶモードで走行させる場合の航続可能距離を、正確に予測することができる。
第１の発明は、前記航続可能距離を表示する表示部（２０）を備えてもよい。これにより、燃料電池車両の乗員は、航続可能距離を知る。
＜第２の発明＞
水素を貯蔵する水素タンク（１２）と、前記水素を用いて発電する燃料電池（１４）と、前記燃料電池が発電した電力を用いて駆動する駆動源（１８）とを含む燃料電池車両（１０）の前記燃料電池が供給できる電流量をコンピュータが予測する予測方法であって、所定のタイミングから現在までの間に前記燃料電池が出力した出力電流の第１総量（ＣＡ１）を算出する第１電流量算出ステップ（Ｓ１）と、前記所定のタイミングから現在までの間に前記水素タンクが前記燃料電池に出力した水素の総量（ＣＨＧ）を算出する水素量算出ステップ（Ｓ２）と、前記水素タンクに現在残っている水素残量（ＲＨＧ）を取得する残量取得ステップ（Ｓ３）と、前記出力電流の第１総量と、前記水素の総量と、前記水素残量とに基づいて、前記燃料電池が供給できる電流量を予測する電流量予測ステップ（Ｓ７）と、を含んでもよい。
これにより、燃料電池車両の燃料電池が駆動源に供給できる電流量を正確に予測することができる。
３０…第１電流量算出部 ３２…水素量算出部
３４…残量取得部 ３６…電流量予測部
３８…走行距離算出部 ４０…第２電流量算出部
４２…電費算出部 ４４…残容量取得部
４６…可能距離算出部 ＣＡ１…第１総量
ＣＡ２…第２総量 ＣＡＰ…予測電流量（電流量）
ＣＤ、ＣＤ２、ＣＤ３…航続可能距離 ＣＨＧ…水素の総量
ＥＰＣ…電費 ＲＨＧ…水素残量
ＴＤ…走行距離

Claims (8)

  1. 水素を貯蔵する水素タンクと、前記水素を用いて発電する燃料電池と、前記燃料電池が発電した電力を用いて駆動する駆動源とを備える燃料電池車両であって、
    所定のタイミングから現在までの間に前記燃料電池が出力した出力電流の第１総量を算出する第１電流量算出部と、
    前記所定のタイミングから現在までの間に前記水素タンクが前記燃料電池に出力した水素の総量を算出する水素量算出部と、
    前記水素タンクに現在残っている水素残量を取得する残量取得部と、
    前記出力電流の第１総量と、前記水素の総量と、前記水素残量とに基づいて、前記燃料電池が供給できる電流量を予測する電流量予測部と、
    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、
    前記所定のタイミングから現在までの間に前記燃料電池車両が走行した走行距離を算出する走行距離算出部と、
    前記出力電流の第１総量と、前記走行距離とに基づいて、前記燃料電池車両の電費を算出する電費算出部と、
    を備える、燃料電池車両。
  3. 請求項２に記載の燃料電池車両であって、
    前記駆動源に電力を供給するバッテリと、
    前記所定のタイミングから現在までの間に前記バッテリが出力した出力電流の第２総量を算出する第２電流量算出部と、
    を備え、
    前記電費算出部は、前記出力電流の第１総量と、前記走行距離と、前記第２総量とに基づいて、前記燃料電池車両の電費を算出する、燃料電池車両。
  4. 請求項２または３に記載の燃料電池車両であって、
    前記燃料電池車両の電費と、前記電流量予測部が予測した電流量とに基づいて、前記燃料電池のみで走行可能な航続可能距離を算出する可能距離算出部を備える、燃料電池車両。
  5. 請求項３に記載の燃料電池車両であって、
    前記バッテリの残容量を取得する残容量取得部を備え、
    前記燃料電池車両の電費と、前記バッテリの残容量とに基づいて、前記バッテリのみで走行可能な航続可能距離を算出する可能距離算出部を備える、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、
    前記可能距離算出部は、前記燃料電池車両の電費と、前記電流量予測部が予測した電流量と、前記バッテリの残容量とに基づいて、前記バッテリおよび前記燃料電池の両方で走行可能な航続可能距離を算出する、燃料電池車両。
  7. 請求項４～６のいずれか１項に記載の燃料電池車両であって、
    前記航続可能距離を表示する表示部を備える、燃料電池車両。
  8. 水素を貯蔵する水素タンクと、前記水素を用いて発電する燃料電池と、前記燃料電池が発電した電力を用いて駆動する駆動源とを含む燃料電池車両の前記燃料電池が供給できる電流量を予測する予測方法であって、
    所定のタイミングから現在までの間に前記燃料電池が出力した出力電流の第１総量を算出する第１電流量算出ステップと、
    前記所定のタイミングから現在までの間に前記水素タンクが前記燃料電池に出力した水素の総量を算出する水素量算出ステップと、
    前記水素タンクに現在残っている水素残量を取得する残量取得ステップと、
    前記出力電流の第１総量と、前記水素の総量と、前記水素残量とに基づいて、前記燃料電池が供給できる電流量を予測する電流量予測ステップと、
    を含む、予測方法。
JP2022052680A 2022-03-29 2022-03-29 燃料電池車両および予測方法 Pending JP2023145822A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022052680A JP2023145822A (ja) 2022-03-29 2022-03-29 燃料電池車両および予測方法
US18/126,704 US20230311710A1 (en) 2022-03-29 2023-03-27 Fuel cell vehicle and prediction method
CN202310312555.9A CN116895795A (zh) 2022-03-29 2023-03-27 燃料电池车辆以及预测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022052680A JP2023145822A (ja) 2022-03-29 2022-03-29 燃料電池車両および予測方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023145822A true JP2023145822A (ja) 2023-10-12

Family

ID=88195367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022052680A Pending JP2023145822A (ja) 2022-03-29 2022-03-29 燃料電池車両および予測方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230311710A1 (ja)
JP (1) JP2023145822A (ja)
CN (1) CN116895795A (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
CN116895795A (zh) 2023-10-17
US20230311710A1 (en) 2023-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8831803B2 (en) Hybrid vehicle, method of notification for hybrid vehicle, and computer-readable storage medium having program stored thereon for causing computer to execute method of notification for hybrid vehicle
CN110997396B (zh) 混合动力车辆的控制方法及控制装置
CN102778651B (zh) 确定多电池单元蓄电池中的电池单元容量值的***和方法
EP2063280A1 (en) Secondary battery internal state estimating apparatus and secondary battery internal state estimating method
JP2011229356A (ja) 電動駆動車両
JP2020169932A (ja) 電池診断システム
JP2023145822A (ja) 燃料電池車両および予測方法
US20140358460A1 (en) Electric vehicle and method for controlling same
JP6957976B2 (ja) 車両の発電制御装置
US11909013B2 (en) Display system, vehicle, and method of display of status of secondary battery
JP7174346B2 (ja) 残走行可能距離算出装置
US11535230B2 (en) Fuel economy display control method and fuel economy display control system
JP7174347B2 (ja) 残走行可能距離算出装置
CN103855751B (zh) 实现汽车电量动态平衡方法和汽车电子控制器
JP6812892B2 (ja) ハイブリッド車両
JP2021038943A (ja) 表示システムおよびそれを備えた車両、ならびに、二次電池の状態表示方法
CN110879365B (zh) 信息提供装置、信息提供方法及存储介质
JP2023182404A (ja) 電池診断装置、電池診断方法、およびプログラム
CN116893364A (zh) 电阻算出装置、电阻算出方法及存储介质
CN117693441A (zh) 能量管理设备和用于提供蓄能器的能量估计值的方法
CN117601869A (zh) 车辆的数据处理方法、装置、计算机设备和存储介质
JP2020029179A (ja) 残走行可能距離算出装置
JP2018201272A (ja) 車両の発電制御装置
JP2019021407A (ja) 二次電池システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231107

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240402

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240524