[发明专利]燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池系统，特别是涉及作为动力源具备燃料电池和蓄电池的混合型的燃料电池系统。

背景技术

在汽车等上搭载的燃料电池系统中，为了应对超过燃料电池的发电能力的急剧的负载的变化等，提出有各种具备燃料电池和蓄电池的混合型的燃料电池系统作为动力源(例如，参照下述专利文献1)。

图7是例示汽车中搭载的混合型的燃料电池系统(以下称为FCHV系统)的图。FCHV系统100中，燃料电池110和蓄电池120相对于负载130并联连接，并且负载130上连接有将从燃料电池110或蓄电池120供给的直流电力变换成交流电力的逆变器140。另外，在燃料电池110和逆变器140之间设有控制燃料电池110的端子电压(输出电压)Vfc的DC/DC转换器(以下称为FC转换器)155，在蓄电池120和逆变器140之间设有控制逆变器140的输入电压Vin的DC/DC转换器(以下称为蓄电池转换器)150。

控制器160基于从油门传感器等传感器组170供给的检测信号(例如表示油门开度的检测信号等)，算出负载130的要求电力，并且基于算出的要求电力控制逆变器140，由此将与要求电力相当的电力经由逆变器140供给至负载130。

专利文献1：JP特开2000-12059号公报

发明内容

在上述FCHV系统100中，控制器160算出负载130的要求电力后，决定应作为目标的逆变器140的输入电压(以下称为目标输入电压)Vtin，并且决定应作为目标的燃料电池110的输出端子电压(以下称为目标输出端子电压)Vtfc。

此处，图8是例示负载130的要求电力中存在变动时的逆变器140的输入电压Vin和燃料电池110的输出端子电压Vfc之间的关系的图。此外，图8中，以实线表示逆变器130的输入电压Vin的变化，以虚线表示燃料电池110的输出端子电压Vfc的变化。

例如，驾驶员踏下油门踏板等而使负载130的要求电力急剧增加时，通过蓄电池转换器150使逆变器140的目标输入电压Vtin向高电压侧转移(参照图8的箭头α)，另一方面，通过FC转换器150使燃料电池110的目标输出端子电压Vtfc向低电压侧转移(参照图8的箭头β)。

其结果是，逆变器130的输入电压Vin通过蓄电池转换器150而朝向设定的高电压侧的目标输入电压Vtin(参照图8的△)急剧地升压，并且燃料电池110的输出端子电压Vfc通过FC转换器155而朝向设定的目标输出端子电压(参照图8的▲)急剧地降压，但这种逆变器140的输入电压Vin和燃料电池110的输出端子电压Vfc的急剧的变动对于FC转换器150要求超过控制界限(在可控制的响应频率范围内的动作)的动作，会使人担心出现控制故障。

本发明鉴于以上说明的问题而创立，其目的在于提供即使在对于逆变器的输入电压及燃料电池的输出端子电压要求急剧的变动的情况下也能够实现稳定的转换器控制的燃料电池系统等。

为了解决上述课题，本发明的燃料电池系统，包括：相对于负载并联连接的燃料电池及蓄电装置；与所述负载连接的逆变器；在所述燃料电池和所述逆变器之间设置且控制所述燃料电池的端子电压的第一电压变换装置；在所述蓄电装置和所述逆变器之间设置且控制所述逆变器的输入电压的第二电压变换装置；及控制所述各电压变换装置的动作的控制单元，其特征在于，在使所述燃料电池的输出电力增大的情况下，所述控制单元控制所述第二电压变换装置的动作直到所述逆变器的输入电压达到设定要求电压，之后，控制所述第一电压变换装置的动作以使所述燃料电池的端子电压成为与所述输出电力相应的输出要求电压。

根据该构成，在使燃料电池的输出电力增大的情况下，利用第二电压变换装置控制逆变器的输入电压(参照图8的α)，之后，利用第一电压变换装置控制燃料电池的输出端子电压(参照图8的β)。通过该控制，能够不对于第一电压变换装置要求超过控制界限(在可控制的响应频率范围内的动作)的动作，而将导致控制故障之类的现有的问题防止于未然，能够实现稳定的转换器控制。

此处，在上述构成中，优选下述方式：在对所述燃料电池要求的输出电力的变化率超过设定的阈值的情况下，所述控制单元控制所述第二电压变换装置的动作直到所述逆变器的输入电压达到设定要求电压，之后，控制所述第一电压变换装置的动作以使所述燃料电池的端子电压成为与所述输出电力相应的输出要求电压。