JP3429067B2 - ハイブリッド電源式電動車両 - Google Patents
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Description
動車両に関し、特に、電動車両に用いられる燃料電池と
パワー電源装置とが組み合わされた電源装置の電力制御
装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】通常、燃料電池は、そのセルが低温時お
いては、電力効率が悪いため、セル温度が上がるまで出
力も低くなってしまう。このような欠点を克服するため
に、例えば、特開昭61−45569号公報に開示され
るように、燃料電池のセル内部に電気式ヒータを設け、
電池のセル温度が低温であるとき、このヒータに通電し
て電解液等を加熱するものが知られている。また、この
ような構成によって、燃料電池の活性化を早期に行うこ
とができる。 【0003】また、従来のハイブリッド電源式電動車両
として、例えば、特開昭50−153228号公報に開
示されるように、小出力型のエネルギーバッテリと大出
力型のパワーバッテリとを組み合わせたハイブリッド方
式の電源を用いて負荷に電力を供給するもので、操作器
(例えば、アクセルペダル)の操作量(例えば、アクセ
ルペダルの踏込み量)に応じて負荷電流を設定し、加速
時のエネルギーバッテリから不足電力分をパワーバッテ
リによって補うものが知られている。 【0004】また、特開昭50−15240号公報に開
示されるように、エネルギー電源とパワー電源とを組み
合わせたハイブリッド方式の電源を備えるもので、パワ
ー電源の残存電気容量が少なくなったとき、エネルギー
電源から充電することで電力を補うものが知られてい
る。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来のハイブリッド電源式電動車両において、特開昭
61−45569号公報に開示される技術では、複雑な
ヒータ機構を必要とするため、電池の構造が複雑になる
のと同時に、製造コストが割高になる等の欠点がある。 【0006】また、特開昭50−153228号公報及
び特開昭50−15240号公報に開示されたハイブリ
ッド方式の電源を用いる技術では、電池のセル温度が低
温であるとき、電解液等を加熱するような機構を有して
おらず、セル温度が上昇するまでは電源の出力効率が悪
いという欠点がある。本発明はかかる点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、燃料電池のセ
ルが低温の時に、その出力電力を強制的に増加させ、燃
料電池自身の内部抵抗による発熱で自己加熱させて、速
やかに燃料電池を高効率、高出力状態にするハイブリッ
ド電源式電動車両を提供せんとするものである。 【0007】 【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決し、
目的を達成するため、この発明に係わるハイブリッド電
源式電動車両は、次のように構成したことを特徴として
いる。即ち、パワー電源装置と燃料電池とを制御するハ
イブリッド電源システムを備えたハイブリッド電源式電
動車両において、アクセル開度を表す信号と車速を表す
信号とに基づき車両が加速中か定速走行中かを判定する
走行状態判定手段と、前記パワー電源装置の充電が完了
しているか否かを判定する充電状態判定手段と、前記燃
料電池のセル内の温度を検出するセル温度センサと、前
記車両が定速走行中で前記パワー電源装置の充電が完了
していないとき、前記アクセル開度から要求される電力
を前記燃料電池から電動機に出力すると共に、前記燃料
電池のセル内の温度に基づいて設定された第1の電力で
当該燃料電池による当該パワー電源装置の充電を行う一
方、前記車両が加速中のときには、前記車速を表す信号
に基づいて設定された走行抵抗電力と、当該燃料電池の
セル内の温度に基づいて設定された第2の電力とを当該
燃料電池から前記電動機に出力するように制御する制御
手段とを備え、前記制御手段は、前記第1の電力を前記
燃料電池のセル内の温度が所定温度以下のときには当該
セル内の温度が低下するに従って大きな値に設定し、前
記所定温度以上のときには一定値に設定すると共に、前
記第2の電力を前記燃料電池のセル内の温度が所定温度
以下のときには当該セル内の温度が低下するに従って大
きな値に設定し、前記所定温度以上のときには零に設定
することを特徴としている。 【0008】 【0009】 【0010】 【0011】 【0012】 【作用】以上のように、本発明に基づくハイブリッド電
源式電動車両は構成されているので、以下の〜に示
す方法のいずれか又は組み合わせにより、燃料電池のセ
ルが低温の時に、その出力電力を強制的に増加させ、燃
料電池自身の内部抵抗による発熱で自己加熱させて、速
やかに燃料電池を高効率、高出力状態にする。 燃料電池からパワー電源装置への充電時、燃料電池の
セル温度を表す関数に基づく値に応じて、充電量を増加
する。 加速時、燃料電池のセル温度を表す関数に基づく値に
応じて、パワー電源装置の放電量を減少させ、燃料電池
の放電量を増加する。 燃料電池のセル温度を表す関数に基づく値に応じて、
車室内の電気ヒータ等の放熱機構に通電する電力を増加
する。 【0013】 【実施例】以下、本発明に係わる実施例につき添付図面
を参照して詳細に説明する。図1は本発明の実施例に係
わるハイブリッド電源式電動車両の構成を示すブロック
図である。図1において、ハイブリッド電源システム1
00は、燃料電池電源装置10、パワー電源装置20、
電力制御装置50、電動機60(例えば、直流モー
タ)、放熱装置70とを備える。また、このハイブリッ
ド電源システム100は、電力によって駆動される電動
車両に搭載され、車両の走行時等において燃料電池電源
装置10及びパワー電源装置20から電動機60へ供給
される電力量を制御する働きを有するものである。 【0014】エネルギー電源装置として使用する燃料電
池電源装置10(以下、燃料電池と略称する)は、所
謂、燃料電池、鉛蓄電池、及び電気化学反応を用いた電
源等や、これらを複合した大容量、且つ低パワーな電源
特性を有するバッテリであり、車両の定速又は慣性走行
時に必要な電力を供給する。一方、燃料電池に比べて小
容量、且つ高パワーな電源特性を有するパワー電源装置
20(以下、パワー電源と略称する)は、電気二重層コ
ンデンサ、ニッケル−カドミウム電池(以下、ニッカド
電池と略称する)等や、これらを複合した電池であり、
車両の発進時や加速時、若しくは制動時等のように大き
な負荷電力を必要とする場合に電動機60に電力を供給
すると共に、制動時には電力の吸収(充電)を行う大出
力の充電及び放電が可能な電源装置である。 【0015】電力制御装置50は、制御部としてのCP
U30と電動機60への供給電力を調整する電力調整器
40とを備えることによって、電動機60へ供給する負
荷電力を燃料電池10とパワー電源20とに所定の割合
で分配する。特に、加速時等の大きな負荷電力を必要と
する場合、パワー電源20から優先的に電力を供給する
よう制御すると共に、負荷電力が小さい場合には、燃料
電池10から電動機60へ負荷電力を供給し、且つパワ
ー電池に充電するよう電力制御する。 【0016】CPU30は、車両の加速及び減速等を行
うための操作手段(例えば、アクセル開度等、但し本実
施例では、便宜上アクセル開度とする)の操作状態を表
す信号a、車両の速度を検出する車速センサ(不図示)
からの車速を表す信号v、及び燃料電池10のセル内の
温度を検出するセル温度センサ(不図示)からのセル温
度を表す信号Tcに基づいて、電力調整器40を制御す
る。 【0017】電力調整器40は、CPU30から送信さ
れる制御信号に基づいて、燃料電池10からの出力電力
Pe及びパワー電源20からの出力電力Ppとの配分を
決定し、トータル電力として電動機の負荷電力Pmを電
動機60に供給する。更に、燃料電池10からの出力電
力Peをパワー電源に供給してパワー電源を充電すると
共に、セル温度が必要以上に上昇した場合は、放熱装置
70(例えば、車室内用のヒータ)へ電力Phを出力す
る。 【0018】次に、図2を参照して、電力調整器40の
具体的な動作を説明する。尚、図2は、電力調整器40
の構成を示す回路図である。図2において、電力調整器
40は、パルス発生器41、パルス変調器42〜44及
び回生信号発生器45とを備え、各パルス変調器からの
パルスに従ってトランジスタA〜Dをオン、オフして燃
料電池10及びパワー電源20と電動機60との間での
電力の供給を制御する。具体的には、電力Peの出力制
御信号がCPU30から変調器42に入力されると、そ
の制御信号に基づいて変調器42でパルス幅を変調し、
トランジスタAがオンされ、燃料電池10と電動機60
とが通電される。また、トランジスタAがオンされた状
態で、電力Ppの出力制御信号がCPU30から変調器
42に入力されると(図2中、Pp>0の場合)、その
制御信号に基づいて変調器43でパルス幅を変調し、ト
ランジスタBがオンされ、パワー電源20と電動機60
とが通電される。更に、トランジスタAがオンされた状
態で、電力Ppの充電制御信号がCPU30から変調器
44に入力されると(図2中、Pp<0の場合)、その
制御信号に基づいて変調器44でパルス幅を変調し、ト
ランジスタCがオンされると共に、回生信号発生器45
から信号を発生し、トランジスタDがオンされ、燃料電
池10とパワー電源20とが通電され、パワー電源20
の充電状態となる。 【0019】[制御動作]次に、図3〜図6を参照し
て、電力供給装置50の具体的な電力供給制御動作を説
明する。 <アクセル開度aと総出力電力Pmとの関係>図3
(a)、図3(b)は、夫々アクセル開度aと電動機6
0の総出力Pmとを時間tで表した図である。図4は、
電動機60の総出力Pmをアクセル開度aで表した図で
ある。図3、図4において、電動機の総出力Pmは、車
両を加速するためのアクセル開度aに連動している。即
ち、図3に示すように、運転者が停車中の車両をある時
刻t1に発進させ、時刻t2までの時間アクセルを加速
方向へ操作し、ある一定の速度になった後、、更に時刻
t3からt4の間にアクセルを加速方向へ操作すると、
電動機出力Pmは、同じく時刻t1からt2及びt3か
らt4の間だけアクセル開度aに応じて増加する方向に
変化する。また、図4に示すように、電動機60の総出
力電力Pmをアクセル開度aに基づいて示すと、上に凸
のグラフとなるように電力制御装置50において電動機
60への電力量を制御する。 【0020】<車速Vと走行抵抗Pvとの関係>次に、
図5、図6を参照して、車速Vと走行抵抗Pvとの電力
供給装置50の具体的な電力供給制御動作を説明する。
ここで、図5(a)、図5(b)は、図3のようにアク
セル開度aが変化した場合の、車両の車速Vと走行抵抗
Pvの変化を時間tで表した図である。図6は、車両が
走行時に受ける走行抵抗Pvを車速Vで表した図であ
る。尚、走行抵抗Pvとは、例えば、車両の走行により
発生する車輪と路面との転がり抵抗や車体に負荷される
空気抵抗などを受けながらも、車両が現在の車速Vを維
持するのに必要な電力である。さて、図5、図6におい
て、停車していた車両が時刻t1において発進、加速を
開始すると、車速は時刻t2までゼロから徐々に増加し
ていき、時刻t2から時刻t3まで一定の車速を維持す
る(図4のアクセル開度aを一定値に保持する。)。そ
の後、時刻t3で更に速度を増加するため、図3のアク
セル開度を加速方向に操作した分だけ、時刻t4まで車
速が増加する。その後、時刻t4では、アクセル開度を
図3の時刻t2からt3の状態に戻しているので、図5
の車速は時刻t2の時点まで戻るのである。一方、走行
抵抗Pvは、図4の電動機の総出力Pmよりは電力量が
小さいものの、車両の速度変化と同じように変化する。
即ち、図5のように、時刻t1からt2及びt3からt
4の間に車速が加速方向へ変化すると、走行抵抗電力P
vは、同じく時刻t1からt2及びt3からt4の間だ
け車速の変化に応じて増加する方向に変化する。また、
図6に示すように、車両走行時の走行抵抗電力Pvを車
速Vに基づいて示すと、下に凸のグラフとなるように電
力制御装置50において電動機60への供給電力量を制
御する。 【0021】<燃料電池10とパワー電源20による電
動機60への電力供給の関係>次に、図7を参照して、
燃料電池10とパワー電源20から電動機60への電力
供給の具体的な電力供給制御動作を説明する。ここで、
図7(a)、図7(b)は、前述した図3、図5のよう
にアクセル開度a及び車速Vが変化した場合の、燃料電
池10とパワー電源20の夫々の電動機60への供給電
力量Pe、Ppの変化を時間tで表した図である。 【0022】(燃料電池10からの電力供給制御)図7
(a)において、停車していた車両が時刻t1において
発進、加速を開始し、車速が時刻t2までゼロから徐々
に増加していくために、燃料電池10から電動機60に
所定の電力量が供給される。その後、車両は時刻t2か
ら時刻t3まで一定の車速を維持する(図4のアクセル
開度aを一定値に保持する)ために電動機60に電力が
供給されるのであるが、燃料電池10は、時刻t2から
t2’まで定常走行に必要な電力に加えて、パワー電源
20を充電するための電力Pcを上乗せして出力する。
その後、時刻t2’にパワー電源20の充電が終了する
と、時刻t2’から時刻t3まで一定車速を維持するた
めの電力Pe1を電動機60に供給する。更に時刻t3
からt4の間に、車速を増加する分だけ、燃料電池10
から電動機60に電力を供給する。その後、時刻t4で
は、アクセル開度aを図3の時刻t2からt3の状態に
戻しているので、車速は時刻t2の時点まで戻るのであ
る。そして、車両は時刻t4から時刻t5まで一定の車
速を維持する(図4のアクセル開度aを一定値に保持す
る)ために電動機60に電力が供給されるのであるが、
燃料電池10は、時刻t4からt5まで定常走行に必要
な電力に加えて、パワー電源20を充電するための電力
Pcを上乗せして出力する。その後、時刻t5にパワー
電源20の充電が終了すると、時刻t5以降、一定車速
を維持するための電力Pe1を電動機60に供給する。 【0023】(パワー電源20からの電力供給制御)一
方、図7(b)において、停車していた車両が時刻t1
において発進、加速を開始し、車速が時刻t2までゼロ
から徐々に増加していくために、パワー電源20から電
動機60に所定の電力量が供給される。このパワー電源
20による電力の供給は、燃料電池10の場合と異な
り、時刻t1において最も大きな電力となり、加速が終
了する時刻t2になるにつれて供給電力がゼロとなるよ
う制御される。即ち、パワー電源20は時刻t1で瞬間
的に極大となる電力を電動機60に供給し、加速が終了
した時点で電力供給を停止するように制御される。その
後、車両は時刻t2から時刻t3まで一定の車速を維持
する(図4のアクセル開度aを一定値に保持する)ため
に燃料電池10のみから電力が供給されるのであるが、
パワー電源20は、時刻t2からt2’まで燃料電池1
0から電力Pcを供給され、充電するのである。この電
力Pcは、前述した時刻t1からt2の間にパワー電源
20から電動機60へ供給した電力であり、パワー電源
の時刻t1からt2までの電力減少分に相当する電力量
である。その後、時刻t2’にパワー電源20の充電が
終了すると、時刻t2’から時刻t3まではパワー電源
20から電動機60への電力供給は行われない。更に時
刻t3からt4の間に、時刻t1からt2の間の電力供
給形態と同様に、車速を増加させるのに必要な分だけ、
パワー電源20から電動機60に電力を供給する。その
後、時刻t4からt5の間で、車両は一定の車速を維持
すると共に、パワー電源20は、燃料電池10から電力
Pcを供給され、時刻t3からt4までの間に減少した
電力量を充電するのである。時刻t5以降では、車両は
一定の車速を維持された状態なので、パワー電源20か
ら電動機60への電力供給は行われない。以上説明した
ように、電力制御装置50は、燃料電池10とパワー電
源20の電力を所定の割合で分配して制御するのであ
る。 【0024】[電力供給制御フロー]次に、図8〜図1
0を参照して、図3〜図7で説明した電力制御装置50
による制御手順を説明する。図8〜図10は、電力制御
装置50の制御手順を記述したフローチャートである。
図8及び図1において、処理が開始され、ステップS2
に進むと、ステップS2では車両のアクセル開度を表す
信号aがCPU30に入力され、CPU30では、入力
された信号aにより関数Faa(a)をアクセル開度a
を表すパラメータとして設定し、この関数Faa(a)
に基づいてアクセル開度から要求される電力Paを演算
する。その後、ステップS4に進み、ステップS2の場
合と同様に、車速Vを表す信号vがCPU30に入力さ
れ、CPU30では、入力された信号vにより関数Fa
v(a)を車速Vを表すパラメータとして設定し、この
関数Fav(a)に基づいて車速を維持するために必要
な電力Pvを演算する。その後、ステップS6では、ス
テップS2及びステップS4で算出された電力Pa、P
vの大きさを比較する。即ち、ステップS6では車両の
加速判定を行っており、Pa>Pvと判断された場合、
車両が加速に要する電力Paが車速を維持するための走
行抵抗電力Pvよりも大きいので現在車両は加速中と判
断される。一方、ステップS6で、Pa<Pvと判断さ
れた場合、車両が加速に要する電力Paが車速を維持す
るための走行抵抗電力Pvよりも小さいので現在車両は
定速又は慣性走行中と判断される。従って、ステップS
6でPa>Pvと判断された場合(ステップS6で判断
がYESのとき)、ステップS8に進む。ステップS8
では、図11で後述する燃料電池10内部のセル温度T
cを表す信号TcがCPU30に入力され、CPU30
では、入力された信号Tcにより関数Fa(Tc)をセ
ル温度Tcに基づく燃料電池のセル活性化に必要な電力
量を表すパラメータとして設定し、車速を維持するため
の走行抵抗電力PvとパラメータFa(Tc)とを加算
することにより、燃料電池10から供給すべき電力量P
eを演算する。その後のステップS10では、ステップ
S2で算出された加速に必要な電力量Paからステップ
R>S8で算出された燃料電池10供給すべき電力Peを
引き算し、燃料電池10からの出力では足りない不足電
力量をパワー電源20から供給補助するための電力Pp
を演算する。その後、図9に示すステップS12では、
図13で後述する燃料電池10内部のセル温度Tcを表
す信号TcがCPU30に入力され、CPU30では、
入力された信号Tcにより関数Fh(Tc)をセル温度
Tcに基づく放熱装置70への出力電力Phを表すパラ
メータとして設定し、放熱装置70で熱量として放熱す
べき電力量Phを演算する。ここで、放熱装置70への
出力電力Phは、例えば、燃料電池10の内部セル温度
が低温状態で活性化させる必要があるにも係わらず、加
速やパワー電源の充電のための電力を必要としない場
合、燃料電池10からの電力Peを放熱装置70(例え
ば、車室内ヒータ)から熱として逃がすことによって、
燃料電池10から電力を強制的に出力させることで活性
化を促すための電力である。また、電力Phは、当然の
ことながら、燃料電池が活性化した状態で、例えば、車
室内のヒータをオンさせた場合に必要な電力にもなりう
るものである。次のステップS14では、CPU30に
より、ステップS8〜ステップS12の各ステップにお
いて演算された電力量Pe、Pp、Phを全て加算し、
電力調整器40からの総出力電力Pmを算出する。次に
ステップS16に進み、ステップS8〜ステップS12
において、夫々演算された電力量に基づいてCPU30
が電力調整器40を制御し、燃料電池10からの出力P
e、パワー電源からの出力Ppを(必要であれば放熱装
置70への出力電力Phを考慮して)所定の割合で分配
し、電動機60及び放熱装置70への総出力電力Pmと
して出力する。 【0025】(定速又は慣性走行時)一方、ステップS
6で、Pa<Pvと判断された場合、車両が加速に要す
る電力Paが車速を維持するための走行抵抗電力Pvよ
りも小さいので現在車両は定速又は慣性走行中と判断さ
れる。従って、ステップS6でPa<Pvと判断された
場合(ステップS6で判断がNOのとき)、ステップS
20に進む。ステップS20では、パワー電源20の充
電が完了した状態か否かを判断する。ステップS20に
おいて、パワー電源20の充電が完了していないと判断
された場合(ステップS20で判断がNOのとき)、ス
テップS22に進む。ステップS22では、図12で後
述する燃料電池10内部のセル温度Tcを表す信号Tc
がCPU30に入力され、CPU30では、入力された
信号Tcにより関数Fc(Tc)をセル温度Tcに基づ
くパワー電源の充電に必要な出力電力Pcを表すパラメ
ータとして設定し、燃料電池10からパワー電源に出力
すべき電力量Pcを演算する。その後、ステップS24
に進み、CPU30で、ステップS2で演算された加速
時に必要な電力量PaとステップS22で演算されたパ
ワー電源の充電に必要な電力量Pcとを加算し、燃料電
池10から供給すべき出力電力Peを演算する。次のス
テップS26では、パワー電源20からの出力電力Pp
として電力Pcを設定し(実際には、充電されるので出
力電力Ppの値はマイナスとなる)、しかる後に図9で
説明したステップS12に進む。 【0026】また、ステップS20において、パワー電
源20の充電が完了していると判断された場合(ステッ
プS20で判断がYESのとき)、ステップS28に進
む。ステップS28では、燃料電池10の出力電力Pe
として加速に要する電力Paのみが設定される。その
後、ステップS30では、車両は加速をしていない状態
であるので、パワー電源20から供給すべき電力Ppを
ゼロに設定し、しかる後に図9で説明したステップS1
2に進む。尚、図11は、加速時の燃料電池10のセル
温度を活性化するのに必要な電力量を表すパラメータF
a(Tc)を燃料電池10のセル温度で表した図であ
る。また、図12は、パワー電源20の充電に必要な電
力量を表すパラメータFc(Tc)を燃料電池10のセ
ル温度で表した図である。また、図13は、放熱装置7
0に供給すべき電力量を表すパラメータFh(Tc)を
燃料電池10のセル温度で表した図である。図11、図
13においては、燃料電池10のセル温度Tcが所定値
Ttとなったところで、燃料電池10が活性化したもの
と見なし、燃料電池の活性化に必要な電力量を表すパラ
メータをゼロに設定とする。また、図12においては、
燃料電池10のセル温度Tcが所定値Ttとなったとこ
ろで、パワー電源20の充電に必要な電力量を表すパラ
メータのみを設定する。 【0027】以上説明したように、本実施例の電力制御
装置では、燃料電池からパワー電源装置への充電時、燃
料電池のセル温度を表す関数に基づく値に応じて、充電
量を増加し、また、加速時、燃料電池のセル温度を表す
関数に基づく値に応じて、パワー電源装置の放電量を減
少させ、燃料電池の放電量を増加し、更に、燃料電池の
セル温度を表す関数に基づく値に応じて、車室内の電気
ヒータ等の放熱機構に通電する電力を増加するように制
御するので、燃料電池のセルが低温の時に、その出力電
力を強制的に増加させ、燃料電池自身の内部抵抗による
発熱で自己加熱させて、速やかに燃料電池を高効率、高
出力状態にすることができる。 【0028】尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲
で上記各実施例を修正又は変更したものに適用可能であ
る。例えば、本実施例では、燃料電池として鉛蓄電池
等、パワー電源として電気二重層コンデンサ等を用いて
行ったが、同様の性能を有するものであれば実施例で説
明した電池のみに限定されるものではない。また、放熱
装置は、電気エネルギーを熱に変換して外部に放熱する
機構を有するものならば、車室内ヒータに限らず、例え
ば車室外に搭載される装置であってもよいことは言うま
でもない。 【0029】 【効果】以上説明のように、本発明に基づくハイブリッ
ド電源式電動車両は構成されているので、燃料電池か
らパワー電源装置への充電時、燃料電池のセル温度を表
す関数に基づく値に応じて、充電量を増加する。又は、
加速時、燃料電池のセル温度を表す関数に基づく値に
応じて、パワー電源装置の放電量を減少させ、燃料電池
の放電量を増加する。又は、燃料電池のセル温度を表
す関数に基づく値に応じて、車室内の電気ヒータ等の放
熱機構に通電する電力を増加する。以上の〜に示す
方法のいずれか又は組み合わせにより供給電力量を制御
するので、燃料電池のセルが低温の時に、その出力電力
を強制的に増加させ、燃料電池自身の内部抵抗による発
熱で自己加熱させて、速やかに燃料電池を高効率、高出
力状態にする効果がある。
動車両の構成を示すブロック図である。 【図2】本発明に係わる実施例の電力調整器40の構成
を示す回路図である。 【図3】アクセル開度aと電動機60の総出力Pmとを
時間tで表した図である。 【図4】電動機60の総出力Pmをアクセル開度aで表
した図である。 【図5】図3のようにアクセル開度aが変化した場合の
車両の車速Vと走行抵抗Pvの変化を時間tで表した図
である。 【図6】車両が走行時に受ける走行抵抗Pvを車速Vで
表した図である。 【図7】図3、図5のようにアクセル開度a及び車速V
が変化した場合の、燃料電池10とパワー電源20の夫
々の電動機60への供給電力量Pe、Ppの変化を時間
tで表した図である。 【図8】電力制御装置50の制御手順を記述したフロー
チャートである。 【図9】電力制御装置50の制御手順を記述したフロー
チャートである。 【図10】電力制御装置50の制御手順を記述したフロ
ーチャートである。 【図11】加速時の燃料電池10のセル温度を活性化す
るのに必要な電力量を表すパラメータFa(Tc)を燃
料電池10のセル温度で表した図である。 【図12】パワー電源20の充電に必要な電力量を表す
パラメータFc(Tc)を燃料電池10のセル温度で表
した図である。 【図13】放熱装置70に供給すべき電力量を表すパラ
メータFh(Tc)を燃料電池10のセル温度で表した
図である。 【符号の説明】 10…燃料電池電源装置、20…パワー電源装置、30
…CPU、40…電力調整器、50…電力制御装置、6
0…電動機、70…放熱装置、42〜44…パルス変調
器、41…パルス発生器、45…回生信号発生器、10
0…ハイブリッド電源システム、Pe…燃料電池からの
出力電力、Pp…パワー電源からの出力電力、Ph…放
熱装置への出力電力、Pv…車速を維持するのに必要な
電力、Pa…加速時に必要な電力、Pm…電力調整器か
ら出力される総電力、Tc…燃料電池のセル温度
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 パワー電源装置と燃料電池とを制御する
ハイブリッド電源システムを備えたハイブリッド電源式
電動車両において、 アクセル開度を表す信号と車速を表す信号とに基づき車
両が加速中か定速走行中かを判定する走行状態判定手段
と、 前記パワー電源装置の充電が完了しているか否かを判定
する充電状態判定手段と、 前記燃料電池のセル内の温度を検出するセル温度センサ
と、 前記車両が定速走行中で前記パワー電源装置の充電が完
了していないとき、前記アクセル開度から要求される電
力を前記燃料電池から電動機に出力すると共に、前記燃
料電池のセル内の温度に基づいて設定された第1の電力
で当該燃料電池による当該パワー電源装置の充電を行う
一方、前記車両が加速中のときには、前記車速を表す信
号に基づいて設定された走行抵抗電力と、当該燃料電池
のセル内の温度に基づいて設定された第2の電力とを当
該燃料電池から前記電動機に出力するように制御する制
御手段とを備え、 前記制御手段は、前記第1の電力を前記燃料電池のセル
内の温度が所定温度以下のときには当該セル内の温度が
低下するに従って大きな値に設定し、前記所定温度以上
のときには一定値に設定すると共に、前記第2の電力を
前記燃料電池のセル内の温度が所定温度以下のときには
当該セル内の温度が低下するに従って大きな値に設定
し、前記所定温度以上のときには零に設定する ことを特
徴とするハイブリッド電源式電動車両。
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- 1994-07-12 JP JP15997494A patent/JP3429067B2/ja not_active Expired - Fee Related
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