[发明专利]燃料电池系统及其控制方法、以及燃料电池车辆

说明书

本发明涉及燃料电池系统及其控制方法、以及燃料电池车辆，目的在于抑制燃料电池车辆的减速时的转矩冲击的产生。搭载于车辆的燃料电池系统具备：燃料电池，向车辆的驱动电动机供给电力；泵，将氧向燃料电池供给；油门位置检测部，检测油门踏入量；及控制部，基于油门踏入量而算出燃料电池的发电要求电力及泵的驱动要求电力，控制部在满足了作为发电要求电力急减的条件而预先设定的条件的情况下，以使减少速度比发电要求电力的减少速度快的方式算出驱动要求电力，对于算出的所驱动要求电力设定下限值，在驱动要求电力低于下限值的情况下，对泵执行与下限值对应的驱动。

本申请主张基于在2014年11月14日提出申请的申请编号2014-231342号的日本专利申请的优先权，并将其公开的全部通过参照而援引于本申请。

技术领域

本发明涉及搭载于车辆的燃料电池系统、燃料电池车辆、以及控制方法。

背景技术

以往，在搭载于车辆的燃料电池系统中，已知根据油门踏入量来算出燃料电池的发电要求电力，并以使燃料电池的发电电力与发电要求电力一致的方式控制向燃料电池供给的氧量及氢量(JP2011-15580A)。该燃料电池系统在如车辆的减速时那样燃料电池的发电要求电力减少时，使向燃料电池供给氧的空气压缩器的驱动要求电力减少。

发明内容

然而，空气压缩器由于惯性而响应延迟，因此例如在由于油门踏入量的急减等而发电要求电力急减的情况下，即使驱动要求电力成为0，也向燃料电池供给氧直至压缩器停止为止。由此，存在产生燃料电池的枯竭的问题和产生剩余发电而燃油经济性恶化并且产生二次电池的过充电的问题。因此，本发明者们发现了通过在发电要求电力急减时，进行使压缩器的驱动要求电力的减少速度比发电要求电力的减少速度快的控制，能够解决该问题。然而，根据该控制，驱动要求电力比发电要求电力先成为0，因此燃料电池在压缩器停止后由于氧的缺乏而无法发电，存在无法产生与发电要求电力对应的发电电力的可能性。这种情况下，燃料电池系统无法向车辆的驱动电动机供给所需的电力，驱动电动机的转矩急减，存在产生所谓转矩冲击的问题。

本发明为了解决上述的课题而作出，可以作为以下的方式来实现。

(1)根据本发明的一方式，提供一种搭载于车辆的燃料电池系统。该燃料电池系统具备：燃料电池，向驱动所述车辆的电动机供给电力；泵，将氧向所述燃料电池供给；油门位置检测部，检测所述车辆的油门踏入量；及控制部，基于所述油门踏入量而算出所述燃料电池的发电要求电力及所述泵的驱动要求电力，所述控制部在满足了作为算出的所述发电要求电力急减的条件而预先设定的条件的情况下，以使减少速度比算出的所述发电要求电力的减少速度快的方式算出所述驱动要求电力，并且对于算出的所述驱动要求电力设定下限值，在算出的所述驱动要求电力低于所述下限值的情况下，对所述泵执行与所述下限值对应的驱动。根据该结构，在发电要求电力急减时，驱动要求电力比发电要求电力的减少速度快地减少，因此能抑制向燃料电池供给不必要的氧。由此，能够减少燃料电池的枯竭的产生及剩余发电引起的燃油经济性的恶化。而且，在算出的驱动要求电力低于下限值的情况下，对泵执行与驱动要求电力的下限值对应的驱动，因此能够抑制氧的缺乏引起的燃料电池的发电停止状态的产生。由此，例如，能够减少车辆的减速时的转矩冲击的产生。

(2)在上述方式的燃料电池系统中，可以的是，所述预先设定的条件是所述油门踏入量的减少速度为第一阈值以上。根据该结构，能够容易地检测发电要求电力急减的状态。

(3)上述方式的燃料电池系统可以还具备：二次电池，能够向所述电动机供给电力；车速检测部，检测所述车辆的车速；及SOC检测部，检测所述二次电池的温度及蓄电量，所述控制部基于所述二次电池的温度及蓄电量中的至少一方而算出所述二次电池的容许输出上限值，所述预先设定的条件是所述油门踏入量的减少速度为第二阈值以上，且所述车速为第三阈值以下，且所述容许输出上限值为第四阈值以下。根据该结构，能够容易地检测发电要求电力急减的状态，并且能够仅在从二次电池向电动机能够供给的电力小而容易产生转矩冲击的状况下设定驱动要求电力的下限值。