[发明专利]燃料电池系统及移动体

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池系统及具备该系统的移动体，其利用使燃料电池组的输出电压升压或降压的DC/DC转换器来控制燃料电池的输出电压。

背景技术

燃料电池组是用于通过将燃料气体及氧化气体供给到膜-电极接合体来发生电化学反应而将化学能变换为电能的能量变换系统。其中使用固体高分子膜作为电解质的固体高分子电解质型燃料电池组低成本且易小型化，并且具有较高的输出密度，因此期望其作为车载电源的用途。

关于搭载有这种燃料电池组的燃料电池系统，例如，专利文献1提出了如下方法：利用DC/DC转换器而将燃料电池的输出设定在整体输出的65～80％的范围内，从而提高系统的运转效率。

专利文献1：日本特开2002-118979号公报

但是，在利用基于开关元件的开关动作对燃料电池组的输出电压进行升压或降压控制的DC/DC转换器中存在死区时间校正值因通过功率的值而变动较大的动作范围。可知在死区时间校正值变动较大的动作范围(以下，为了方便起见，称响应性能降低区域)内，DC/DC转换器的响应性能降低。在这种响应性能降低区域驱动DC/DC转换器的情况下，产生因转换器的输出电压的控制性(以下，称转换器的电压控制性)变差而导致系统整体的能量效率变差等问题。

发明内容

本发明是鉴于上述的情况而做出的，其目的在于，提供一种燃料电池系统，可以提高搭载于系统中的转换器的电压控制性。

为了解决上述课题，本发明的燃料电池系统的特征在于具备：多相DC/DC转换器，用于使燃料电池的输出电压升压或降压；设定单元，设定所述DC/DC转换器的驱动相数；计算单元，计算所述DC/DC转换器的通过功率；相数控制单元，在所计算出的通过功率处于响应性能降低区域的情况下，将当前时刻所设定的驱动相数切换成脱离响应性能降低区域的驱动相数；及驱动控制单元，以切换后的相数驱动所述DC/DC转换器。

根据这样的构成，在所计算出的DC/DC转换器的通过功率位于该时刻所设定的驱动相数的响应性能降低区域的情况下，进行将DC/DC转换器60的驱动相数向脱离响应性能降低区域的驱动相数的切换。由此，可以实现回避了响应性能降低区域的区域内的DC/DC转换器的驱动，与现有技术相比可以提高DC/DC转换器的电压控制性。

本发明的另一燃料电池系统的特征在于具备：DC/DC转换器，用于使燃料电池的输出电压升压或降压；计算单元，计算所述DC/DC转换器的通过功率；功率控制单元，在计算出的通过功率处于响应性能降低区域的情况下，使所述DC/DC转换器的通过功率移动以脱离所述响应性能降低区域；及驱动控制单元，驱动所述DC/DC转换器以得到移动后的通过功率。

根据这样的构成，在计算出的DC/DC转换器的通过功率位于响应性能降低区域的情况下，以脱离响应性能降低区域的方式使DC/DC转换器的通过功率移动。由此，可以实现回避了响应性能降低区域的区域内的DC/DC转换器的驱动，与上述同样，与现有技术相比可以提高DC/DC转换器的电压控制性。

本发明的另一燃料电池系统的特征在于具备：DC/DC转换器，用于使燃料电池的输出电压升压或降压；计算单元，计算所述DC/DC转换器的通过功率；设定单元，对控制所述DC/DC转换器的开关动作的控制信号的载波频率进行设定；频率控制单元，在计算出的通过功率处于响应性能降低区域的情况下，将当前时刻所设定的载波频率变更为脱离响应性能降低区域的载波频率；及驱动控制单元，以变更后的载波频率驱动所述DC/DC转换器。

根据这样的构成，在所计算出的DC/DC转换器的通过功率处于响应性能降低区域的情况下，将在当前时刻所设定的DC/DC转换器的载波频率变更为脱离响应性能降低区域的载波频率。由此，可以实现回避了响应性能降低区域的区域内的DC/DC转换器的驱动，与上述同样，与现有技术相比可以提高DC/DC转换器的电压控制性。

本发明的另一燃料电池系统的特征在于具备：多相DC/DC转换器，用于使燃料电池的输出电压升压或降压；检测单元，检测所述燃料电池的要求电压；参数控制单元，基于所述要求电压，对所述DC/DC转换器的驱动相数、通过功率、载波频率中至少一个以上的参数进行控制；及驱动控制单元，按照控制后的参数驱动所述DC/DC转换器。

在此，上述构成还具备判断所述要求电压是否高于设定阈值的判断单元，所述参数控制单元优选如下形态：在所述要求电压高于所述设定阈值的情况下，基于所述要求电压，对所述DC/DC转换器的驱动相数、通过功率、载波频率中至少一个以上的参数进行控制。