[发明专利]电源控制装置和方法以及包括该电源控制装置的车辆

说明书

技术领域

本发明涉及对包括燃料电池的电源的控制。

背景技术

已经提出一种在燃料电池系统正在启动而无法进行额定操作时用于控制包括有燃料电池系统的车辆的技术。例如，日本专利申请公开公报JP 2003-249251 A号、日本专利申请公开公报JP 2004-55379 A号、日本专利申请公开公报JP 2002-313391 A号均公开了当燃料电池温度低时通过加热器加热燃料电池使其顺利启动的技术。日本专利申请公开公报JP 2000-315511 A号公开了一种在驾驶员将加速器踏板下压较大程度时限制向燃料重整系统的电力供应并使用此电力驱动车辆的技术。

但是，没有考虑对要求车辆的驱动系统按照驾驶员的意图响应的驾驶性能进行改进。例如，在日本专利申请公开公报2000-315511 A号中所公开的技术中，能够在车辆的驱动系统中使用的电力量可得以增加。但是，因为能够在驱动系统中使用的电力量并非以快速响应方式增加，因此，能够在驱动系统中使用的电力量的增加对驾驶性能的改进没有贡献。相反，驾驶性能会由于能够在驱动系统中使用的电力量的增加而降低。由于电力并非以快速响应方式增加，驱动系统的输出会在一定的延迟之后增加，因此会发生意料之外的加速。进一步地，不但包括有燃料电池系统的车辆而且大量包括有燃料电池的电源都具有这样的涉及操作性的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种当对包括燃料电池的电源进行控制时抑制由于电源输出减少而导致的电源操作性下降的技术。

本发明的一方面涉及一种电源控制装置，其控制包括有燃料电池的电源。所述电源包括加热部。所述电源控制装置包括：电力需求确定部，其从所述电源的外部接收操作输入信号并根据该操作输入信号确定对所述电源的电力需求量；以及电源操作部，其根据电力需求量操作所述电源。所述加热部可通过使用由所述电源产生的电力加热包括有所述燃料电池的燃料电池系统。所述加热部可以加热所述燃料电池。在加热过程中，当电力需求量大于能够由所述电源供应的电力量时，所述电源操作部限制用于加热的电力量。

在此控制装置中，当电力需求量大于能够由所述电源供应的电力量时，用于加热燃料电池的电力量受到限制。因此，电源的操作性通过增加能够由电源供应的电力量而得以改进。

具体地，当加热燃料电池时，燃料电池的输出往往变小，由此，电力需求量往往超过能够由电源供应的电力量。因此，可通过停止加热燃料电池来获得显著的效果。进一步地，可通过停止加热燃料电池而以短的时间延迟来减小用于加热的电力量。因此，停止加热非常有助于电源操作性的改进。也就是说，可以通过停止对燃料的加热来按照驾驶员的意图增加电源的输出。

与电力需求量相比较，能够由电源供应的电力量可通过后述方法估算出。此外，例如，在燃料电池系统的启动过程中，可采用一种简易估算法，其中将能够由电源供应的电力量恒定地估算为额定输出的50％。

随着能够由电源供应的电力量和电力需求量之间的差值的增加，所述电源操作部可增加用于加热的电力量的受限程度。通过此配置，可以防止过度限制燃料电池的加热。所述加热部可通过使用多个加热器对燃料电池进行加热。通过改变所述多个加热器中供应有电力的加热器的数量，所述电源操作部可调节用于加热的电力量的受限程度。

一般来说，加热器的感应部件较小。因此，可以通过用开关切断加热器而以短的时间延迟来增加能够由电源供应的电力量。因而，由于能够由电源供应的电力量以快速响应方式增加，大大改进了电源的操作性。

所述多个加热器中的至少两个加热器之间的连接可在并联和串联之间改变。通过改变以串联方式供应电力的加热器的数量，所述电源操作部可调节用于加热的电力量的受限程度。

由于加热器通过电阻产生热，当所述多个加热器中的至少两个加热器之间的连接由并联改变为串联时，供应给加热器的电力量由于电流值的减少而降低。进一步地，可通过操作开关而以短的时间延迟改变加热器之间的连接。因而，由于加热器之间的连接能够以快速响应方式改变，大大改进了电源的操作性。

因而，可通过操作开关和/或改变加热器之间的连接使加热器以短的时间延迟增加能够由电源供应的电力量。加热器的示例包括护套式(sheath)加热器、套塞式(glove plug)加热器以及PTC加热器。

进一步地，电源控制装置可包括估算能够由电源供应的电力量的估算部，且所述电源操作部可基于所估算出的电力量来限制用于加热的电力量。