JP6104637B2 - Dual power load drive system and fuel cell vehicle - Google Patents
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Description
この発明は、並列的に接続した第１及び第２電源装置により負荷を駆動する２電源負荷駆動システムに関し、特に、前記第１電源装置を燃料電池にし、第２電源装置を蓄電装置にして、前記負荷を車両走行用の駆動モータにした燃料電池自動車に関する。 The present invention relates to a dual power load driving system for driving a load by first and second power supply devices connected in parallel, and in particular, the first power supply device is a fuel cell and the second power supply device is a power storage device. The present invention relates to a fuel cell vehicle in which the load is a drive motor for driving a vehicle.
従来から、この種の燃料電池自動車では、特許文献１に示されるように、第１電源装置である燃料電池で発電された電圧を、ダイオードを介して直結してモータ駆動回路（インバータ）に当該モータ駆動回路の入力端電圧として印加すると共に、第２電源装置である充放電可能な蓄電装置の出力電圧をＤＣ／ＤＣコンバータを介して昇圧し、昇圧電圧を前記モータ駆動回路入力端電圧として並列的に印加するようにした構成が知られている。
Conventionally, in this type of fuel cell vehicle, as shown in
特許文献１では、モータの回生時に、その回生電力を前記蓄電装置に充電する際、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを直結状態にすることで、回生時にＤＣ／ＤＣコンバータでのスイッチング損失を有効に減少させることができると記載されている。
In
しかしながら、上記特許文献１では、モータの回生時に蓄電装置とモータ駆動回路入力端とが直結されることから、燃料電池の出力電圧が蓄電装置の出力電圧に固定されてしまい、燃料電池の出力を制御することができなくなるという課題がある。
However, in
この発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、負荷の回生時に、充放電可能な第２電源装置に回生電力を充電しているときに、第１電源装置の出力電圧を制御可能とした２電源負荷駆動システム及び燃料電池自動車を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such problems, and when the regenerative power is charged to the chargeable / dischargeable second power supply device during the regeneration of the load, the output voltage of the first power supply device is adjusted. An object of the present invention is to provide a dual power source load drive system and a fuel cell vehicle that can be controlled.
この発明に係る２電源負荷駆動システムは、１次電圧として第１電圧を出力する第１電源装置と、他の１次電圧として第２電圧を出力する充放電可能な第２電源装置と、負荷と、前記第１電源装置の前記第１電圧を、スイッチング状態で２次電圧に変換し又は直結状態で前記負荷に印加する第１ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第２電源装置の前記第２電圧を、スイッチング状態で前記２次電圧に昇圧し若しくは直結状態で前記負荷に印加し、又はスイッチング状態で前記２次電圧を降圧し若しくは直結状態で前記負荷からの回生電力を回生して前記第２電源装置を充電する第２ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第１及び第２ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記回生時において、前記第１電圧が前記第２電圧を上回る場合、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータを直結状態にすると共に前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータをスイッチング状態にして第２ＤＣ／ＤＣコンバータを直結回避状態に制御することを特徴とする。 A dual power supply load drive system according to the present invention includes a first power supply device that outputs a first voltage as a primary voltage, a chargeable / dischargeable second power supply device that outputs a second voltage as another primary voltage, and a load A first DC / DC converter that converts the first voltage of the first power supply device into a secondary voltage in a switching state or that is applied to the load in a direct connection state; and the second voltage of the second power supply device. The secondary power supply is boosted to the secondary voltage in the switching state or applied to the load in the direct connection state, or the secondary voltage is stepped down in the switching state or the regenerative power from the load is regenerated in the direct connection state. A second DC / DC converter that charges the device, and a control device that controls a switching operation of the first and second DC / DC converters, the control device at the time of regeneration When one voltage exceeds the second voltage, the first DC / DC converter is set in a direct connection state, and the second DC / DC converter is set in a switching state to control the second DC / DC converter in a direct connection avoidance state. To do.
この発明によれば、回生時に、第１電源装置の第１電圧が、充放電可能な第２電源装置の第２電圧を上回る場合、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータを直結状態にすると共に第２ＤＣ／ＤＣコンバータをスイッチング状態にして第２ＤＣ／ＤＣコンバータを直結回避状態に制御するので、この回生時に、前記第１電源装置の前記第１電圧を前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータにより制御可能であり、これにより、回生時に、第１電源装置から第２電源装置への充電量を効果的に抑制でき、その分余分に、回生電力を前記第２電源装置に充電することができる。 According to the present invention, when the first voltage of the first power supply device exceeds the second voltage of the chargeable / dischargeable second power supply device during regeneration, the first DC / DC converter is brought into a direct connection state and the second DC / DC Since the second DC / DC converter is controlled in the direct connection avoidance state by switching the DC converter to the switching state, the first voltage of the first power supply device can be controlled by the second DC / DC converter during the regeneration. During the regeneration, the amount of charge from the first power supply device to the second power supply device can be effectively suppressed, and the regenerative power can be charged to the second power supply device in excess.
なお、前記制御装置は、前記回生時において、前記第１電圧が前記第２電圧以下の場合、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータをスイッチング状態にすると共に前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを直結状態に制御することで、回生電力を前記第２電源装置に最大限充電しながら前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータにより前記第１電源装置の前記第１電圧を制御することができる。 In addition, when the first voltage is equal to or lower than the second voltage during the regeneration, the control device sets the first DC / DC converter to a switching state and controls the second DC / DC converter to a direct connection state. Thus, the first voltage of the first power supply device can be controlled by the first DC / DC converter while regenerative power is charged to the second power supply device as much as possible.
また、前記制御装置は、前記回生時の後に力行時に至る際の過渡時に、直結状態にある前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを先にスイッチング状態にした後、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータをスイッチング状態から直結状態に移行制御することにより、過渡時に直結状態にある第２電源装置の第２電圧に、第１電源装置の第１電圧が固定されて、前記第１電源装置の第１電圧が制御不能になる事態を回避することができる。 Further, the control device switches the second DC / DC converter in the direct connection state to the switching state first in a transition state when the power running is performed after the regeneration, and then directly connects the first DC / DC converter from the switching state. By controlling the transition to the state, the first voltage of the first power supply device is fixed to the second voltage of the second power supply device that is in the direct connection state at the time of transition, and the first voltage of the first power supply device becomes uncontrollable. Can be avoided.
ここで、前記第１電源装置を、発電して前記第１電圧を出力する燃料電池とし、前記第２電源装置を、充放電可能な蓄電装置としてもよい。 Here, the first power supply device may be a fuel cell that generates power and outputs the first voltage, and the second power supply device may be a chargeable / dischargeable power storage device.
なお、上記の各発明は、前記２電源負荷駆動システムの前記負荷に、車両の駆動源であるモータが含まれる燃料電池自動車に適用して好適である。 Each of the above-described inventions is suitable for application to a fuel cell vehicle in which the load of the dual power source load drive system includes a motor that is a vehicle drive source.
この発明によれば、負荷からの回生電力を、充放電可能な第２電源装置に充電する回生時に、第１及び第２ＤＣ／ＤＣコンバータの少なくとも一方のＤＣ／ＤＣコンバータをスイッチング状態に制御しているので、当該スイッチング状態にあるＤＣ／ＤＣコンバータにより第１電源装置の出力電圧である第１出力電圧を制御することができる。 According to the present invention, at the time of regenerative charging of the regenerative power from the load to the chargeable / dischargeable second power supply device, at least one of the first and second DC / DC converters is controlled to be in a switching state. Therefore, the first output voltage, which is the output voltage of the first power supply device, can be controlled by the DC / DC converter in the switching state.
これにより、回生時に第１電源装置から第２電源装置への充電量を効果的に抑制でき、その分、余分に、第２電源装置に回生電力を充電することができる。 Thereby, the amount of charge from the first power supply device to the second power supply device can be effectively suppressed during regeneration, and the regenerative power can be charged to the second power supply device by that amount.
以下、この発明に係る２電源負荷駆動システムについて、この発明の実施形態に係る２電源負荷駆動システムが適用された燃料電池自動車との関係において好適な実施形態を挙げ添付の図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a dual power load drive system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings by giving preferred embodiments in relation to a fuel cell vehicle to which the dual power load drive system according to the embodiments of the present invention is applied. To do.
図１は、この発明の実施形態に係る２電源負荷駆動システムとしての燃料電池システム１２（以下、「ＦＣシステム１２」という。）が適用された燃料電池自動車１０（以下、「ＦＣ自動車１０」又は「車両１０」という。）の概略全体構成図である。
FIG. 1 shows a fuel cell vehicle 10 (hereinafter referred to as “FC
図２は、ＦＣ自動車１０の電力系のブロック図である。図１及び図２に示すように、ＦＣ自動車１０は、ＦＣシステム１２と、駆動モータ１４（以下「モータ１４」という。）と、負荷駆動回路１６（以下、ＩＮＶ１６という。ＩＮＶ：Ｉｎｖｅｒｔｅｒ）と、を有する。
FIG. 2 is a block diagram of the power system of the FC
ＦＣシステム１２は、基本的には、一方の１次側１Ｓｆに配置される燃料電池ユニット１８（以下、「ＦＣユニット１８」という。）と、他方の１次側１Ｓｂに配置される高電圧バッテリ２０（以下「ＢＡＴ２０」という。）（蓄電装置）と、１次側１Ｓｆと２次側２Ｓ側との間に配置される昇圧コンバータ２１（以下、ＦＣＶＣＵ２１という。ＶＣＵ：Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と、１次側１Ｓｂと２次側２Ｓ側との間に配置される昇降圧コンバータ２２（以下、ＢＡＴＶＣＵ２２という。）と、電子制御装置２４（以下、ＥＣＵ２４という。ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と、を有する。なお、ＢＡＴＶＣＵ２２は、昇圧コンバータであってもよい。
The
モータ１４は、ＦＣユニット１８及びＢＡＴ２０から供給される電力に基づいて駆動力を生成し、当該駆動力によりトランスミッション２６を通じて車輪２８を回転させる。
The
ＩＮＶ１６は、３相ブリッジ型の構成とされて、直流／交流変換を行い、直流電圧である負荷駆動回路入力端電圧Ｖｉｎｖ［Ｖ］（以下、負荷端電圧Ｖｉｎｖという。）を３相の交流電圧に変換してモータ１４に供給する一方、モータ１４の回生動作に伴う交流／直流変換後の負荷端電圧ＶｉｎｖをＢＡＴＶＣＵ２２を通じてＢＡＴ２０に供給（充電）する。
The
なお、この実施形態において、モータ１４は、ＰＭモータ（永久磁石同期モータ）を採用している。また、所定トルクでのモータ１４の回転数を上げるために弱め界磁制御を適用してもよい。
In this embodiment, the
モータ１４とＩＮＶ１６を併せて負荷３０という。実際上、負荷３０には、モータ１４等の他に、ＢＡＴＶＣＵ２２、エアポンプ４２、ウォータポンプ４４、エアコンディショナ４６、降圧コンバータ４８等の構成要素を含めることもできる。エアポンプ４２、ウォータポンプ４４、及びエアコンディショナ４６は、高電圧の補機負荷であり、燃料電池スタック４０（以下、ＦＣ４０又はＦＣスタック４０という。）及び／又はＢＡＴ２０から電力が供給される。
The
ＦＣユニット１８は、ＦＣ４０と、ＦＣ４０のアノード流路に対して遮断弁４３を介して水素（燃料ガス）を供給する水素タンク（Ｈ2タンク）４５と、ＦＣ４０のカソード流路に対して酸素を含む空気（酸化剤ガス）を供給する前記エアポンプ４２と、ＦＣ４０の冷却流路に対して冷却媒体（冷媒）を供給する前記ウォータポンプ４４とを備える。
The
ＦＣ４０は、例えば、電解質膜をアノード電極とカソード電極とで両側から挟み込んで形成された燃料電池セル（以下、「ＦＣセル」という。）を積層した構造を有し、前記アノード流路を介して前記アノード電極に供給された水素含有ガスは、電極触媒上で水素イオン化され、前記電解質膜を介して前記カソード電極へと移動し、その移動の間に生じた電子が外部回路に取り出され、直流電圧Ｖｆｃ（以下、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃという。）を発生する電気エネルギとして利用に供される。カソード電極には、前記カソード流路を介して酸素含有ガスが供給されているために、このカソード電極において、水素イオン、電子及び酸素ガスが反応して水が生成される。 The FC 40 has, for example, a structure in which fuel cell cells (hereinafter referred to as “FC cells”) formed by sandwiching an electrolyte membrane from both sides between an anode electrode and a cathode electrode, and through the anode flow path. The hydrogen-containing gas supplied to the anode electrode is hydrogen-ionized on the electrode catalyst and moves to the cathode electrode through the electrolyte membrane, and electrons generated during the movement are taken out to an external circuit, and DC The voltage Vfc (hereinafter referred to as FC power generation voltage Vfc) is used as electric energy for generating. Since the oxygen-containing gas is supplied to the cathode electrode through the cathode channel, hydrogen ions, electrons, and oxygen gas react with each other to generate water at the cathode electrode.
ＦＣ４０からの電力（以下、ＦＣ発電電力Ｐｆｃという。Ｐｆｃ＝Ｖｆｃ×Ｉｆｃ、Ｉｆｃ：ＦＣ発電電流）は、ＦＣ発電電圧ＶｆｃがＦＣＶＣＵ２１を介して昇圧されて又は直結状態とされてＩＮＶ１６及びモータ１４に供給される（力行時）と共に、ＦＣシステム１２の電力状況に応じて、ＢＡＴＶＣＵ２２を通じてエアポンプ４２等の補機に供給され、さらにＢＡＴ２０充電用として供給され、さらにまた、降圧コンバータ４８を通じて低電圧バッテリ５０等に供給される。
The power from the FC 40 (hereinafter referred to as FC generated power Pfc. Pfc = Vfc × Ifc, Ifc: FC generated current) is supplied to the
一方、ＢＡＴ２０からの電力（以下、ＢＡＴ電力Ｐｂａｔという。）は、バッテリ電圧ＶｂがＢＡＴＶＣＵ２２を通じて昇圧されて又は直結状態とされてＩＮＶ１６及びモータ１４に供給される（力行時）と共に、ＦＣシステム１２の電力状況に応じて、前記エアポンプ４２等の補機に供給され、さらに降圧コンバータ４８を通じて低電圧バッテリ５０等に供給される。
On the other hand, the power from the BAT 20 (hereinafter referred to as the BAT power Pbat) is supplied to the
低電圧バッテリ５０の電力は、ライト、アクセサリや各種センサ等の低電圧駆動される補機５２、ＥＣＵ２４、ラジエータファン５４、及び水素タンク４５の遮断弁４３に供給される。
The electric power of the
ＢＡＴ２０は、複数のバッテリセルを含む蓄電装置（エネルギストレージ）であり、例えば、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素２次電池又はキャパシタ等を利用することができる。本実施形態ではリチウムイオン２次電池を利用している。 The BAT 20 is a power storage device (energy storage) including a plurality of battery cells. For example, a lithium ion secondary battery, a nickel hydride secondary battery, or a capacitor can be used. In this embodiment, a lithium ion secondary battery is used.
図１に示すように、ＦＣＶＣＵ２１は、インダクタ２１ａとスイッチング素子２１ｂとダイオード２１ｃとから構成され、ＥＣＵ２４を通じてスイッチング素子２１ｂがスイッチング状態（デューティ制御）とされることで、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃを所定の負荷端電圧Ｖｉｎｖに昇圧する。
As shown in FIG. 1, the FCVCU 21 includes an
スイッチング素子２１ｂがオフ状態（開状態）に維持されると、インダクタ２１ａとダイオード２１ｃを通じてＦＣ４０と負荷３０とが直結状態（ＦＣ直結状態又はＦＣＶＣＵ直結状態という。）とされ、負荷端電圧ＶｉｎｖがＦＣ発電電圧Ｖｆｃに直結される（Ｖｉｎｖ＝Ｖｆｃ−Ｖｄ≒Ｖｆｃ、Ｖｄ＜＜Ｖｆｃ、Ｖｄ：ダイオード２１ｃの順方向電圧降下電圧）。ダイオード２１ｃは、昇圧用又は直結用且つ逆流防止用として動作する。従って、ＦＣＶＣＵ２１は、昇圧動作（力行時等）の他に逆流防止動作、直結動作（力行時等）を行う。
When the
ＢＡＴＶＣＵ２２は、インダクタ２２ａと、スイッチング素子２２ｂ、２２ｄと、これらスイッチング素子２２ｂ、２２ｄにそれぞれ並列に接続されるダイオード２２ｃ、２２ｅとから構成される。昇圧時には、ＥＣＵ２４により、スイッチング素子２２ｄがオフ状態とされ、スイッチング素子２２ｂがスイッチング（デューティ制御）されることでバッテリ電圧Ｖｂ（蓄電電圧）が所定の負荷端電圧Ｖｉｎｖまで昇圧される（力行時）。降圧時には、ＥＣＵ２４により、スイッチング素子２２ｂがオフ状態とされ、スイッチング素子２２ｄがスイッチング（デューティ制御）されることで、負荷端電圧ＶｉｎｖがＢＡＴ２０のバッテリ電圧Ｖｂまで降圧される（回生充電時、あるいはＦＣ４０による充電時）。また、スイッチング素子２２ｂをオフ状態、スイッチング素子２２ｄをオン状態とすることで、ＢＡＴ２０と負荷３０とが直結状態（ＢＡＴ直結状態又はＢＡＴＶＣＵ直結状態という。力行時、充電時、又は補機負荷等の駆動時）とされる。
The
ＢＡＴ直結状態においては、ＢＡＴ２０のバッテリ電圧Ｖｂが負荷端電圧Ｖｉｎｖになる（Ｖｂ＝Ｖｉｎｖ）。実際上、ＢＡＴ直結状態におけるＢＡＴ２０による力行時の負荷端電圧Ｖｉｎｖは、「Ｖｂ−ダイオード２２ｅの順方向降下電圧」となり、充電時（回生時含む）の負荷端電圧Ｖｉｎｖは、「Ｖｉｎｖ＝Ｖｂ＋スイッチング素子２２ｄのオン電圧＝Ｖｂ（スイッチング素子２２ｄのオン電圧を０［Ｖ］と仮定した場合。）」になる。
In the BAT direct connection state, the battery voltage Vb of the
なお、ＦＣＶＣＵ２１及びＢＡＴＶＣＵ２２において、１次側１Ｓｆ、１Ｓｂ、及び２次側２Ｓ間に配置される平滑コンデンサは図示を省略している。
In the FCVCU 21 and the
ＦＣ４０は、図３に示すように、ＦＣ発電電圧ＶｆｃがＦＣ開放端電圧Ｖｆｃｏｃｖより低下するに従い、ＦＣ発電電流Ｉｆｃが増加する公知の特性７０を有する。
As shown in FIG. 3, the
そのため、ＦＣＶＣＵ２１の直結時においては、ＦＣ４０のＦＣ発電電圧Ｖｆｃが、昇圧状態（スイッチング状態）のＢＡＴＶＣＵ２２の昇圧比（Ｖｉｎｖ／Ｖｂ）で決定される負荷端電圧Ｖｉｎｖ｛ＢＡＴＶＣＵ２２の指令電圧（目標電圧）になる。｝により制御され、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃが決定されると、特性７０に沿ってＦＣ発電電流Ｉｆｃが制御（決定）される。
Therefore, when the
また、ＦＣＶＣＵ２１の昇圧時においては、ＦＣＶＣＵ２１の１次側１Ｓｆの電圧、すなわちＦＣ発電電圧ＶｆｃがＦＣＶＣＵ２１の指令電圧（目標電圧）とされ、特性７０に沿ってＦＣ発電電流Ｉｆｃが決定され、所望の負荷端電圧ＶｉｎｖとなるようにＦＣＶＣＵ２１の昇圧比（Ｖｉｎｖ／Ｖｆｃ）が決定される。
Further, at the time of boosting of the
さらに、ＢＡＴＶＣＵ２２の回生時直結状態においては、ＦＣ４０のＦＣ発電電圧Ｖｆｃが、ＦＣＶＣＵ２１の指令電圧（目標電圧）とされ、負荷端電圧Ｖｉｎｖの変化に応じてＦＣＶＣＵ２１の昇圧比（Ｖｉｎｖ／Ｖｆｃ）が変化するように決定され、特性７０に沿ってＦＣ発電電流Ｉｆｃが制御（決定）される。
Further, when the
さらにまた、ＢＡＴＶＣＵ２２の力行時直結状態においては、ＦＣ４０のＦＣ発電電圧Ｖｆｃが、ＦＣＶＣＵ２１の指令電圧（目標電圧）とされ、負荷端電圧Ｖｉｎｖの変化に応じてＦＣＶＣＵ２１の昇圧比（Ｖｉｎｖ／Ｖｆｃ）が変化するように決定され、ＦＣ発電電流Ｉｆｃが制御（決定）される。
Furthermore, in the power-connected state of the
なお、ＦＣＶＣＵ２１とＢＡＴＶＣＵ２２との同時直結状態は、負荷端電圧Ｖｉｎｖの制御が不能となったり、ＦＣ４０及びＢＡＴ２０を劣化させたり、損傷させる可能性があるので、回避されている。
Note that the simultaneous direct connection state of the
この実施形態において、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑが正である力行時には、ＦＣＶＣＵ２１は直結状態（ＦＣＶＣＵ直結）にされ、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃになっている負荷端電圧ＶｉｎｖがＢＡＴＶＣＵ２２の指令電圧（目標電圧）である負荷端指令電圧Ｖｉｎｖｃｏｍにされる。この場合、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑの正方向への増加に応じて、負荷端指令電圧Ｖｉｎｖｃｏｍが低下される、換言すればＦＣ発電電圧Ｖｆｃが低下されることでＦＣ発電電流Ｉｆｃが増加され（ＦＣ発電電力Ｐｆｃが増加され）、ＩＮＶ１６を通じて駆動モータ１４に供給されると共に、ＢＡＴＶＣＵ２２を通じてＢＡＴ２０が充電され、且つエアポンプ４２等の補機に供給される。
In this embodiment, during power running when the motor required power Pmotreq is positive, the
また、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑが負である回生時には、回生電力をなるべくＢＡＴ２０に取り込むべく（充電量を大きくすべく）ＦＣ発電電圧Ｖｆｃは、ＦＣ発電電流Ｉｆｃが比較的に小さくなるＦＣ発電電流Ｉｆｃｌ（図３参照）を発電する比較的に高い一定値のＦＣ発電電圧Ｖｆｃｈに設定される。この場合において、バッテリ電圧ＶｂがＦＣ発電電圧Ｖｆｃ以下（Ｖｂ≦Ｖｆｃ）の値である場合、ＢＡＴＶＣＵ２２の目標電圧（２次側電圧）が負荷端指令電圧ＶｉｎｖｃｏｍとされＦＣ発電電圧Ｖｆｃｈに固定される。
Further, at the time of regeneration when the motor required power Pmotreq is negative, the FC power generation voltage Vfc is set to an FC power generation current Ifcl (in which the FC power generation current Ifc is relatively small) so that the regenerative power is taken into the
一方、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑが負である回生時であっても、バッテリ電圧ＶｂがＦＣ発電電圧Ｖｆｃを上回る（Ｖｂ＞Ｖｆｃ）値となった場合、回生電力をなるべくＢＡＴ２０に取り込むべく（充電量を大きくすべく）、ＢＡＴＶＣＵ２２は、スイッチング状態（電圧制御状態）からＢＡＴＶＣＵ２２の直結状態に移行され、この後、負荷端指令電圧Ｖｉｎｖｃｏｍがバッテリ電圧Ｖｂとされ、バッテリ電圧Ｖｂは、前記回生電力の充電により徐々に増加する。
On the other hand, even when the motor required power Pmotreq is negative, when the battery voltage Vb exceeds the FC power generation voltage Vfc (Vb> Vfc), the regenerative power is taken into the
ＢＡＴＶＣＵ２２が、スイッチング状態（電圧制御状態）からＢＡＴＶＣＵ２２の直結状態に移行するのに同期して、ＦＣＶＣＵ２１は、直結状態からスイッチング状態（電圧制御状態）に移行し、このＦＣＶＣＵ２１のスイッチング状態（電圧制御状態）での２次側電圧制御により、負荷端指令電圧Ｖｉｎｖｃｏｍを増加させ、この増加に応じてバッテリ電圧Ｖｂを順次増加させることができる。
In synchronization with the transition of the
ＥＣＵ２４は、通信線６８（図１）を介して、モータ１４、ＩＮＶ１６、ＦＣユニット１８、ＢＡＴ２０、ＦＣＶＣＵ２１及びＢＡＴＶＣＵ２２を制御する。当該制御に際しては、メモリ（ＲＯＭ）に格納されたプログラムを実行し、また、ＦＣ４０のＦＣ発電電圧Ｖｆｃ、ＦＣ発電電流Ｉｆｃ、ＦＣ温度Ｔｆｃ（ウォータポンプ４４により流通される冷媒の温度等）、ＢＡＴ２０のバッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂ、バッテリ温度Ｔｂ、ＩＮＶ１６の負荷端電圧Ｖｉｎｖ、２次電流Ｉ２、モータ電流Ｉｍ、モータ温度Ｔｍ等の各種センサの検出値を用いる。
The
ここでの各種センサには、上記センサに加え、開度センサ６０及びモータ回転数センサ６２（図１）が含まれる。開度センサ６０は、アクセルペダル６４の開度θｐ［度、ｄｅｇ］を検出する。モータ回転数センサ６２は、モータ１４の回転数（以下「モータ回転数Ｎｍ」又は「回転数Ｎｍ」という。）［ｒｐｍ］を検出する。
The various sensors here include an
ＥＣＵ２４は、回転数Ｎｍに基づいてＦＣ自動車１０の車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］を検出する。ＦＣ自動車１０においてモータ回転数センサ６２は、車速センサを兼用するが別途設けてもよい。
The
さらに、ＥＣＵ２４には、メインスイッチ６６（以下「メインＳＷ６６」という。）が接続される。メインＳＷ６６は、内燃機関自動車のイグニッションスイッチに相当するものであり、ＦＣユニット１８及びＢＡＴ２０からモータ１４への電力供給の可否を切り替えるものであり、ユーザにより操作可能である。メインＳＷ６６がオン状態にされるとＦＣ４０が発電状態となり、オフ状態にされると発電停止状態となる。
Further, a main switch 66 (hereinafter referred to as “
ＥＣＵ２４は、マイクロコンピュータを含む計算機であり、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリであるＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭも含む。）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、その他、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力装置、計時部としてのタイマ等を有しており、ＣＰＵがＲＯＭに記録されているプログラムを読み出し実行することで各種機能実現部（機能実現手段）、たとえば制御部、演算部、及び処理部等として機能する。なお、ＥＣＵ２４は、１つのＥＣＵのみからなるのではなく、モータ１４、ＦＣユニット１８、ＢＡＴ２０、ＦＣＶＣＵ２１及びＢＡＴＶＣＵ２２毎の複数のＥＣＵから構成することもできる。
The
ＥＣＵ２４は、ＦＣ４０の状態、ＢＡＴ２０の状態及びモータ１４の状態の他、各種スイッチ及び各種センサからの入力（負荷要求）に基づき決定したＦＣ自動車１０全体としてＦＣシステム１２に要求される負荷から、ＦＣ４０が負担すべき負荷と、ＢＡＴ２０が負担すべき負荷と、回生電源（モータ１４）が負担すべき負荷の配分（分担）を調停しながら決定し、モータ１４、ＩＮＶ１６、ＦＣユニット１８、ＢＡＴ２０、ＦＣＶＣＵ２１及びＢＡＴＶＣＵ２２に指令を送出する。
In addition to the state of the
次に、ＥＣＵ２４による制御について説明する。
Next, control by the
なお、この発明の目的は、負荷３０の要求出力（負荷要求出力＝負荷要求電力）、すなわちモータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑの変動に応じて、ＦＣＶＣＵ２１によるＦＣ４０の制御が不能にならないように制御しつつ、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑが回生電力の場合（Ｐｍｏｔｒｅｑ＜０）には、回生電力を効率的にＢＡＴ２０に充電することにあり、また、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑが負（回生状態）から正（力行状態）に移行する場合にも、ＦＣＶＣＵ２１によるＦＣ４０の制御が不能にならないように制御することにある。
The object of the present invention is to control the
このため、この発明の理解の便宜のために、ここでは、既にメインＳＷ６６がＯＮ状態になっていてＦＣ４０が発電中であり、ＦＣ自動車１０が走行回生時から走行力行時に至るＥＣＵ２４による過度制御について、図４のフローチャート及び図５のタイミングチャートを参照しながら、（１）回生時におけるＢＡＴＶＣＵ２２の直結回避状態、（２）回生時におけるＢＡＴＶＣＵ２２の直結許可状態、（３）回生時から力行時に至る過渡状態、及び（４）力行時におけるＦＣＶＣＵ２１の直結状態の順に説明する。
Therefore, for the convenience of understanding the present invention, here, the
（１）回生時におけるＢＡＴＶＣＵ２２の直結回避状態の説明
ステップＳ１にて、ＥＣＵ２４は、負荷３０の要求電力であるモータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑ［ｋＷ］が、負（Ｐｍｏｔｒｅｑ＜０）であるか否かをモータ電流Ｉｍの流れる方向、及び車速Ｖの微分値（減速度）等により判定する。
(1) Description of direct connection avoidance state of BATVCU 22 during regeneration In step S1, the
モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑが負である回生時であると判定（ステップＳ１：ＹＥＳ、時点ｔ０〜ｔ２）した場合には、回生電力をなるべくＢＡＴ２０に取りきる（充電する）ために、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃを、ＦＣ発電電流Ｉｆｃが比較的に小さい値のＦＣ発電電流ＩｆｃｌとなるＦＣ発電電圧Ｖｆｃｈに設定する。なお、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃｈは、ＦＣ４０の高電圧劣化が進まない電圧に制限することが好ましい。
When it is determined that the motor required power Pmotreq is negative (step S1: YES, time t0 to t2), the FC power generation voltage Vfc is set to BAT20 as much as possible (charge). The FC power generation current Ifc is set to the FC power generation voltage Vfch at which the FC power generation current Ifcl becomes a relatively small value. Note that the FC power generation voltage Vfch is preferably limited to a voltage at which the high voltage degradation of the
この場合のＦＣ発電電力Ｐｆｃ（Ｐｆｃ＝ＦＣ発電電圧Ｖｆｃｈ×ＦＣ発電電流Ｉｆｃｌ）は、エアポンプ４２、補機５２等の補機等の要求電力に設定される（時点ｔ０〜ｔ５）。
In this case, the FC power generation Pfc (Pfc = FC power generation voltage Vfch × FC power generation current Ifcl) is set to the required power of the auxiliary devices such as the
次いで、ステップＳ３にて、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃがバッテリ電圧Ｖｂを上回る電圧（Ｖｆｃ＞Ｖｂ）になっているか否かを判定する。 Next, in step S3, it is determined whether or not the FC power generation voltage Vfc is higher than the battery voltage Vb (Vfc> Vb).
ＦＣ発電電圧Ｖｆｃがバッテリ電圧Ｖｂを上回る電圧であった（ステップＳ３：ＹＥＳ）場合、ステップＳ４にて、ＢＡＴＶＣＵ２２は、電圧制御中（スイッチング中）の状態とされ、ＦＣＶＣＵ２１は、直結状態とされる。より詳しくは、時点ｔ０〜ｔ１間において、ＢＡＴＶＣＵ２２の目標電圧は、負荷端電圧Ｖｉｎｖとされ、この負荷端電圧Ｖｉｎｖの指令電圧である負荷端指令電圧Ｖｉｎｖｃｏｍが、一定電圧であるＦＣ発電電圧Ｖｆｃｈに設定される（Ｖｉｎｖｃｏｍ＝Ｖｆｃｈ）。この場合、ＥＣＵ２４によりバッテリ電圧Ｖｂが検出され、ＢＡＴＶＣＵ２２の降圧比が（Ｖｂ／Ｖｉｎｖｃｏｍ）に設定される。一方、ＦＣＶＣＵ２１は直結状態に制御される。
If the FC power generation voltage Vfc is higher than the battery voltage Vb (step S3: YES), the
ここで、ＦＣシステム１２は、１次電圧としてＦＣ発電電圧Ｖｆｃ（第１電圧）を出力する第１電源装置としてのＦＣ４０と、他の１次電圧としてバッテリ電圧Ｖｂ（第２電圧）を出力する充放電可能な第２電源装置としてのＢＡＴ２０と、負荷３０と、ＦＣ４０のＦＣ発電電圧Ｖｆｃを、スイッチング状態で２次電圧である負荷端電圧Ｖｉｎｖに変換し又は直結状態で負荷３０に印加するＦＣＶＣＵ２１（第１ＤＣ／ＤＣコンバータ）と、バッテリ電圧Ｖｂを、スイッチング状態で負荷端電圧Ｖｉｎｖに昇圧し若しくは直結状態で負荷３０に印加し、又はスイッチング状態で負荷端電圧Ｖｉｎｖを降圧し若しくは直結状態で負荷３０からの回生電力を回生してＢＡＴ２０を充電するＢＡＴＶＣＵ２２（第２ＤＣ／ＤＣコンバータ）と、ＦＣＶＣＵ２１及びＢＡＴＶＣＵ２２のスイッチング動作を制御するＥＣＵ２４（制御装置）と、を備える。
Here, the
上述したように、ＥＣＵ２４は、回生時（ステップＳ１：ＹＥＳ）において、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃがバッテリ電圧Ｖｂを上回る電圧である場合、ＦＣＶＣＵ２１を直結状態にすると共にＢＡＴＶＣＵ２２をスイッチング状態にして当該ＢＡＴＶＣＵ２２の直結回避状態に制御している（時点ｔ０〜ｔ１）。
As described above, when the FC power generation voltage Vfc is higher than the battery voltage Vb during regeneration (step S1: YES), the
すなわち、回生時に、ＦＣ４０のＦＣ発電電圧Ｖｆｃが、充放電可能なＢＡＴ２０のバッテリ電圧Ｖｂを上回る（Ｖｆｃ＞Ｖｂ）電圧である場合、ＦＣＶＣＵ２１を直結状態にすると共にＢＡＴＶＣＵ２２をスイッチング状態（降圧状態）に制御するので、この回生時に、ＦＣ発電電圧ＶｆｃをＢＡＴＶＣＵ２２によりＦＣ発電電流Ｉｆｃの比較的に少ないＦＣ発電電流Ｉｆｃｌ（一定電流）に固定するＦＣ発電電圧Ｖｆｃｈ（一定電圧）に固定して制御することが可能であり、これにより、回生時における、ＦＣ４０からＢＡＴ２０への充電量を効果的に抑制でき、その分余分に、回生電力をＢＡＴ２０に充電することができる。また、ＦＣ４０の、いわゆる高電圧劣化を抑制することができる。
That is, at the time of regeneration, when the FC power generation voltage Vfc of the
（２）回生時におけるＢＡＴＶＣＵ２２の直結許可状態の説明
この制御は、ステップＳ１：ＹＥＳ→ステップＳ２→ステップＳ３：ＮＯの場合に実行される処理であり、ステップＳ５において、時点ｔ１に示すように、回生時（Ｐｍｏｔｒｅｑ＜０）に、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃがバッテリ電圧Ｖｂ以下（Ｖｆｃ＝Ｖｆｃｈ≦Ｖｂ）の電圧になったとき、換言すれば、充電によりバッテリ電圧Ｖｂが上昇してきて回生電圧である負荷端電圧Ｖｉｎｖに近づいてきたとき、ＢＡＴＶＣＵ２２をスイッチング状態から直結状態に切替制御すると共にＦＣＶＣＵ２１を直結状態からスイッチング状態に切替制御することで、回生電力をＢＡＴ２０に最大限充電しながらＦＣＶＣＵ２１の昇圧比（Ｖｉｎｖ／Ｖｆｃ）を徐々に増加させることでＦＣ４０のＦＣ発電電圧Ｖｆｃを一定電圧であるＦＣ発電電圧Ｖｆｃｈに保持制御することができる。
(2) Explanation of direct connection permission state of
時点ｔ１〜ｔ２間において、負荷端指令電圧Ｖｉｎｖｃｏｍは、バッテリ電圧Ｖｂに設定される点に留意する。 Note that the load end command voltage Vinvcom is set to the battery voltage Vb between time points t1 and t2.
また、時点ｔ１〜ｔ２間において、ＦＣＶＣＵ２１は、電流制御とされる。この場合、ＦＣＶＣＵ２１では、ＦＣ発電電流Ｉｆｃが、一定電流Ｉｆｃｌとなる（Ｉｆｃ＝Ｉｆｃｌ）ように、１次側電圧であるＦＣ発電電圧Ｖｆｃが、Ｖｆｃ＝Ｖｆｃｈに設定される。
In addition, the
時点ｔ１での同時切替制御は、バッテリ電圧ＶｂがＦＣ発電電圧Ｖｆｃを上回るときに実行されるので、ダイオード２１ｃの作用（逆方向電流通流阻止）下に、ＦＣ４０のＦＣ発電電圧Ｖｆｃが制御不能になる事態が発生しない。
Since the simultaneous switching control at time t1 is executed when the battery voltage Vb exceeds the FC power generation voltage Vfc, the FC power generation voltage Vfc of the
（３）回生時から力行時に至る過渡状態（過渡制御）の説明
この制御は、ステップＳ１：ＮＯの場合にステップＳ６の判定処理が肯定的となった（ステップＳ６：ＹＥＳ）場合に実行される処理である。
(3) Description of transient state (transient control) from regeneration to power running This control is executed when the determination process of step S6 becomes affirmative (step S6: YES) in the case of step S1: NO. It is processing.
ステップＳ１において、時点ｔ２に示すように、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑがゼロ値となったときに実施される処理であり、現状ＶＣＵの状態はＢＡＴＶＣＵ２２が直結状態であって、要求ＶＣＵの状態がＦＣＶＣＵ２１が直結状態とされる（ステップＳ６：ＹＥＳ）場合に実行される処理である。
In step S1, as shown at time t2, the processing is performed when the motor required power Pmotreq becomes zero. The current VCU state is the direct connection state of the
時点ｔ２において、ステップＳ７にてＢＡＴＶＣＵ２２に対する負荷端指令電圧Ｖｉｎｖｃｏｍが、Ｖｉｎｖｃｏｍ＝Ｖｆｃ＝Ｖｆｃｈに設定される。すなわち、時点ｔ２において、ステップＳ８にてＢＡＴＶＣＵ２２は、ＦＣＶＣＵ２１の直結移行に先立ち、直結状態から電圧制御状態（スイッチング状態）に移行制御される。
At time t2, the load end command voltage Vinvcom for the
この時点ｔ２においては、回生電力がゼロ値となるので、ＢＡＴ２０には、充電電流が流れなくなるので、バッテリ電圧Ｖｂは、階段状に低下する。
At this time t2, the regenerative power becomes zero, so that no charging current flows through the
時点ｔ２〜ｔ３の間でのＢＡＴＶＣＵ２２のフィードバック制御により実電圧である負荷端電圧Ｖｉｎｖは、徐々に負荷端指令電圧Ｖｉｎｖｃｏｍ＝Ｖｆｃ＝Ｖｆｃｆまで降圧する。すなわち、ステップＳ９にて、負荷端電圧ＶｉｎｖがＦＣ４０のＦＣ発電電圧Ｖｆｃ＝Ｖｆｃｈまで降圧したか否かが確認され、時点ｔ３において、負荷端電圧Ｖｉｎｖが負荷端指令電圧Ｖｉｎｖｃｏｍ＝Ｖｆｃｈまで降圧した（ステップＳ９：ＹＥＳ）ときに、ＥＣＵ２４は、ステップＳ１０にて、ＦＣＶＣＵ２１に直結ＯＫ指令（パルス）を伝達する。
The load end voltage Vinv, which is an actual voltage, is gradually lowered to the load end command voltage Vinvcom = Vfc = Vfcf by the feedback control of the
そうすると、時点ｔ４にて、ＦＣＶＣＵ２１が１次側電流制御から直結制御に切り替えられ、電流制御状態から直結状態に切り替わる。ＢＡＴＶＣＵ２２は、ステップＳ８での電圧制御が維持されている。
Then, at time t4, the
このように、回生時から力行時に至る過渡状態（過渡制御）では、直結状態にあるＢＡＴＶＣＵ２２を時点ｔ２にて先に電圧制御状態（スイッチング状態）にした後、負荷端電圧ＶｉｎｖがＦＣ発電電圧Ｖｆｃ＝Ｖｆｃｆに降圧した後に、時点ｔ４にてＦＣＶＣＵ２１を電流制御状態（スイッチング状態）から直結状態に移行制御することにより、ＦＣ４０のＦＣ発電電圧Ｖｆｃが制御不能になる不都合を回避することができる。すなわち、過渡時に直結状態にあるＢＡＴＶＣＵ２２のバッテリ電圧ＶｂにＦＣ４０のＦＣ発電電圧Ｖｆｃが固定（Ｖｆｃ＝Ｖｂ：Ｖｂは変化している。）されてしまい、ＦＣ４０のＦＣ発電電圧Ｖｆｃが制御不能になる事態を回避することができる。ＦＣ発電電圧Ｖｆｃが制御不能になると、例えばＦＣ開放端電圧Ｖｆｃｏｃｖに近づき高電圧劣化する等の不都合が発生する。
As described above, in the transient state (transient control) from regeneration to power running, after the
（４）力行時におけるＦＣＶＣＵ２１の直結状態の説明
この制御は、ステップＳ１：ＮＯの場合にステップＳ６の判定処理が否定的となった（ステップＳ６：ＮＯ）場合に実行される処理である。
(4) Description of Directly Connected State of
ステップＳ１０のＦＣＶＣＵ２１の直結状態及びＢＡＴＶＣＵ２２の電圧制御状態の制御中に、時点ｔ５に対応するステップＳ１１での判定処理であるモータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑが正の値になった（ステップＳ１１：ＹＥＳ）とき、駆動モータ１４が力行状態とされる。
During the control of the direct connection state of the
この場合、ステップＳ１２にて、ＦＣ４０の直結電圧であるＦＣ発電電圧Ｖｆｃを制御しているＢＡＴＶＣＵ２２に対し、負荷端指令電圧ＶｉｎｖｃｏｍをＶｉｎｖｃｏｍ＝Ｖｆｃに切替設定する。
In this case, in step S12, the load end command voltage Vinvcom is switched to Vinvcom = Vfc for the
これにより時点ｔ５以降の処理に対応するステップＳ１３にて、ＢＡＴＶＣＵ２２は、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑの上昇に応じて、負荷端指令電圧Ｖｉｎｖｃｏｍを下降させ、結果として、図３の特性７０中の矢印で示すように、ＦＣ発電電流ＩｆｃがＩｆｃｌから上昇することになる。
As a result, in step S13 corresponding to the processing after time t5, the
なお、時点ｔ２〜ｔ５の間において、エアポンプ４２及び補機５２等の補機負荷の電力は、ＦＣ４０の電力（Ｖｆｃｈ×Ｉｆｃｌ）により賄われていたが、時点ｔ５にて、補機負荷の電力は、ＢＡＴ２０によっても賄われ開始し、時点ｔ５以降、ＢＡＴ２０は、ＦＣ４０の余剰電力により徐々に充電される。
In addition, between time t2 and t5, the power of the auxiliary loads such as the
［実施形態のまとめ］
以上説明したように、上述した実施形態によれば、負荷３０である駆動モータ１４からの回生電力を、充放電可能なＢＡＴ２０に充電する回生時に、ＦＣＶＣＵ２１及びＢＡＴＶＣＵ２２の少なくとも一方のＤＣ／ＤＣコンバータをスイッチング状態に制御しているので、当該スイッチング状態にあるＤＣ／ＤＣコンバータによりＦＣ４０のＦＣ発電電圧Ｖｆｃを制御することができる。
[Summary of Embodiment]
As described above, according to the above-described embodiment, at the time of regeneration in which regenerative power from the
これにより、回生時にＦＣ４０からＢＡＴ２０への充電量を効果的に抑制でき、その分、余分に、ＢＡＴ２０に回生電力を充電することができる。
As a result, the amount of charge from the
また、この２電源負荷駆動システムとしての燃料電池システム１２では、ＢＡＴＶＣＵ２２の直結状態からＦＣＶＣＵ２１の直結状態に切り替える過渡期間に、先にＦＣＶＣＵ２１をスイッチング状態から直結状態に切り替えようとすると、ＦＣＶＣＵ２１が直結状態にならない不都合が発生したり（時点ｔ１〜ｔ２）、ＦＣ４０がダイオード２１ｃを介してＢＡＴ２０とＢＡＴＶＣＵ２２により決定される負荷端電圧Ｖｉｎｖに誘導されるので制御不能に陥る（制御が破綻する）懸念があったのを、ＢＡＴＶＣＵ２２の直結状態からＦＣＶＣＵ２１の直結状態に切り替える過渡期間では、ＦＣＶＣＵ２１の直結制御の前に、先に負荷端電圧ＶｉｎｖをＦＣ発電電圧Ｖｆｃに制御するようにしているので、ＦＣＶＣＵ２１を直結状態に制御する際、制御が破綻することなく、円滑に移行制御を行うことができる。
In the
なお、ＥＣＵ２４による制御をより確実にするために、ＦＣＶＣＵ直結状態とは、それぞれ数百ボルトであるＦＣ発電電圧Ｖｆｃとバッテリ電圧Ｖｂとを対象とした場合に、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃと負荷端電圧Ｖｉｎｖとの差電圧が±２０［Ｖ］程度以内の電圧範囲をいい、ＢＡＴＶＣＵ直結状態とは、バッテリ電圧Ｖｂと負荷端電圧Ｖｉｎｖとの差電圧が±２０［Ｖ］程度以内の電圧範囲をいう。
In order to make the control by the
また、両方昇圧状態時には、負荷端電圧Ｖｉｎｖが、Ｖｉｎｖ＞Ｖｂ＋許容電圧（マージン）となっていることを判定条件としている。許容電圧は＋２０［Ｖ］程度である。 Further, in both boosting states, the determination condition is that the load end voltage Vinv is Vinv> Vb + allowable voltage (margin). The allowable voltage is about +20 [V].
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted based on the description in this specification.
１０…燃料電池自動車（ＦＣ自動車） １２…燃料電池システム
１４…モータ（駆動モータ） １６…負荷駆動回路（インバータ）
２０…ＢＡＴ（蓄電装置） ２１…ＦＣＶＣＵ（昇圧コンバータ）
２２…ＢＡＴＶＣＵ（昇降圧コンバータ）
４０…ＦＣ（燃料電池スタック）
DESCRIPTION OF
20 ... BAT (power storage device) 21 ... FCVCU (boost converter)
22 ... BATVCU (buck-boost converter)
40 ... FC (fuel cell stack)
Claims (5)
他の１次電圧として第２電圧を出力する充放電可能な第２電源装置と、
負荷と、
前記第１電源装置の前記第１電圧を、そのまま直結状態で、又はスイッチング状態で２次電圧に変換して前記負荷に印加する第１ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第２電源装置の前記第２電圧を、スイッチング状態で前記２次電圧に昇圧し若しくは直結状態で前記負荷に印加し、又はスイッチング状態で前記２次電圧を降圧し若しくは直結状態で前記負荷からの回生電力を回生して前記第２電源装置を充電する第２ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第１及び第２ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記回生時において、
前記第１電圧が前記第２電圧を上回っているかを判定し、
前記第１電圧が前記第２電圧を上回る場合、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータを直結状態にすると共に、前記２次電圧が前記第１電源装置の前記第１電圧に設定されるように前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータをスイッチング状態に制御して、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを直結回避状態に制御する
ことを特徴とする２電源負荷駆動システム。 A first power supply device that outputs a first voltage as a primary voltage;
A chargeable / dischargeable second power supply device that outputs a second voltage as another primary voltage;
Load,
A first DC / DC converter for converting the first voltage of the first power supply device into a secondary voltage in a directly connected state or in a switching state and applying the second voltage to the load;
The second voltage of the second power supply device is boosted to the secondary voltage in a switching state or applied to the load in a direct connection state, or the secondary voltage is stepped down in a switching state or from the load in a direct connection state. A second DC / DC converter that regenerates the regenerative power and charges the second power supply device;
A control device for controlling the switching operation of the first and second DC / DC converters;
With
The control device, at the time of regeneration,
Determining whether the first voltage is greater than the second voltage;
When the first voltage exceeds the second voltage, the first DC / DC converter is directly connected , and the second DC is set to the first voltage of the first power supply device . / DC converter by controlling the switching state, said second power load drive system, characterized in that the first 2DC / DC converter is controlled to direct avoidance state.
前記制御装置は、前記回生時において、
前記第１電圧が前記第２電圧以下の場合、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータをスイッチング状態にすると共に前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを直結状態に制御する
ことを特徴とする２電源負荷駆動システム。 The dual power supply load drive system according to claim 1,
The control device, at the time of regeneration,
When the first voltage is equal to or lower than the second voltage, the first DC / DC converter is switched to a switching state and the second DC / DC converter is controlled to a direct connection state.
前記制御装置は、前記回生時の後に力行時に至る際に、
直結状態にある前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを先にスイッチング状態にした後、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータをスイッチング状態から直結状態に移行制御する
ことを特徴とする２電源負荷駆動システム。 The dual power load driving system according to claim 2,
When the control device reaches the power running after the regeneration,
The second DC / DC converter in a direct connection state is first switched to a switching state, and then the first DC / DC converter is controlled to shift from the switching state to the direct connection state.
前記第１電源装置は、燃料電池であり、
前記第２電源装置は、蓄電装置である
ことを特徴とする２電源負荷駆動システム。 The dual power load driving system according to any one of claims 1 to 3,
The first power supply device is a fuel cell;
The second power supply device is a power storage device. A dual power supply load drive system.
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