[发明专利]燃料电池车辆

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池车辆，尤其涉及可降低开关损失、提高能量效率的燃烧电池车辆。 

背景技术

近些年来，作为汽车的动力源一直关注着燃料电池系统。燃料电池系统例如具有：使反应气体进行化学反应而进行发电的燃料电池、经由反应气体通路对燃料电池提供反应气体的反应气体供给装置、以及控制该反应气体供给装置的控制装置。 

燃料电池为例如层积有数十个至数百个单元的叠加构造。这里，各个单元构成为利用一对分隔器来夹持膜电极组件(MEA)的结构，膜电极组件由阳电极(阳极)以及阴电极(阴极)这两个电极、和夹持着这些电极的固体高分子电解质膜构成。 

当对该燃料电池的阳极提供作为反应气体的氢气、对阴极提供包含作为反应气体的氧的空气时，利用电化学反应来进行发电。因为在该发电时生成的基本上仅仅是无害的水，所以从对环境的影响或利用效率的观点，而广泛关注着燃料电池。 

在具有如上所述的燃料电池系统的燃料电池车辆中，通过逆变器将由燃料电池产生的直流电转换为交流电后，提供给电动机或辅助设备。在燃料电池与逆变器之间为了防止电流从逆变器流入燃料电池，而设置二极管，且将从燃料电池向逆变器的方向作为顺方向。 

该燃料电池车辆在怠速停止时期，电动机或辅助设备所需的电量与行驶时相比减少。因此，提出了在怠速停止时期使逆变器的电压高于燃料电池的电压的燃料电池系统(例如，参照专利文献1)。 

根据该燃料电池系统，通过使逆变器的电压高于燃料电池的电压来防止电流从燃料电池经由逆变器流入电动机或辅助设备，这样可提高能量效 率。 

[专利文献1]日本特开2005-197030号公报 

但是，以上的燃料电池车辆由于在怠速停止时期燃料电池的负荷减少，所以该燃料电池的电压变高。因此如上所述，为了防止电流从燃料电池经由逆变器流入电动机或辅助设备，而必需将逆变器的电压设定为燃料电池的开放电压以上，此时存在具有逆变器的开关元件中的开关损失增大、能量效率无法充分提高的情况。因此，需要可降低开关损失、进一步提高能量效率的燃料电池车辆。 

发明内容

本发明的目的是提供一种可降低开关损失、进一步提高能量效率的燃料电池车辆。 

本发明的燃料电池车辆(例如后述的燃料电池车辆1)具有：燃料电池(例如后述的燃料电池10)，其通过氢和空气的反应来产生直流电；以及电力转换器(例如后述的逆变器501)，其含有开关元件、且将由所述燃料电池产生的直流电转换为交流电，该燃料电池车辆的特征是具备：整流器(例如后述的二极管13)，其设置在所述燃料电池与所述电力转换器之间、用于防止电流从所述电力转换器向所述燃料电池流动；电压调整装置(例如后述的升降压DC/DC转换器301)，其用于调整所述整流器与所述电力转换器之间的电压；燃料电池电压控制单元(例如后述的电压控制部203)，其用于控制所述电压调整装置，控制从所述燃料电池输出的电压；以及怠速停止单元(例如后述的怠速停止判断部201)，其通过停止向所述燃料电池的空气供给来停止所述燃料电池的怠速，所述燃料电池电压控制单元用于控制所述电压调整装置，当执行所述怠速停止单元以停止向所述燃料电池的反应气体供给时，使所述整流器和所述电力转换器之间的电压下降。 

这里，所谓使燃料电池的怠速停止的情况包括燃料电池车辆的怠速停止时期、及预先将从燃料电池输出的电流积蓄到蓄电装置中并通过由该蓄电装置提供的电力来行驶的电池行驶时期等。 

根据本发明在怠速停止时期或电池行驶时期等使燃料电池的怠速停止的情况下，通过怠速停止单元来停止对燃料电池的空气供给。这样，由 于燃料电池的发电量下降，燃料电池的电压下降，所以伴随着该燃料电池电压的下降而使整流器和电力转换器之间的电压下降。由此，因为电力转换器的电压下降，所以可降低在电力转换器或电压调整装置所具有的开关元件中的开关损失，以进一步提高燃料电池车辆的能量效率。 

此时，最理想的是所述燃料电池电压控制单元控制电压调整装置，在执行所述怠速停止单元时，使所述整流器和所述电力转换器之间的电压低于所述燃料电池的电压，从所述燃料电池抽出电流，促进所述燃料电池的电压下降。