[发明专利]电力调整系统及其控制方法

说明书

本发明的电力调整系统具备：燃料电池，其与负载连接；燃料电池用转换器，其连接于燃料电池与负载之间，以规定的要求电压比对该燃料电池的输出电压进行变换；蓄电池，其与燃料电池并联地连接于负载，是不同于燃料电池的电力供给源；阻抗测定装置，其通过向燃料电池的正极与中间点之间以及该燃料电池的中间点与负极之间输出交流电流，来测定燃料电池的阻抗；电流旁路路径，其绕过燃料电池用转换器地将燃料电池与负载连结；以及电流切断部，其设置在电流旁路路径上，在通过阻抗测定装置来测定燃料电池的阻抗时，该电流切断部电性地切断电流旁路路径。

技术领域

本发明涉及一种具备燃料电池、测定燃料电池的阻抗的阻抗测定装置、高电压蓄电池以及DC/DC转换器的电力调整系统及其控制方法。

背景技术

在具备燃料电池的电力调整系统中，已知如下一种电力调整系统：根据与燃料电池连接的负载的要求来向燃料电池供给燃料气体(例如氢)和氧化剂气体(例如空气)，由此能够向负载供给燃料电池的输出电力。

在如上所述的电力调整系统中，为了控制燃料电池的动作状态，例如通过阻抗测定装置、控制器等来输出交流电压信号并测量燃料电池的输出电流和输出电压的交流成分，通过对所测量出的这些交流成分进行运算来估计燃料电池的内部阻抗。

WO2012/077450中公开了对层叠多个发电元件的层叠电池的内部电阻(内部阻抗)进行测定的内部电阻测定装置。在该内部电阻测定装置中，基于层叠电池的正极侧的电位及负极侧的电位与它们的中途部分的电位之间的各电位差来测定层叠电池的内部电阻。

然而，在WO2012/077450中，作为装置的负载装置，虽然例示了行驶用马达等，但是没有公开具体的结构。在此，本申请人提出了具备蓄电池(高电压的二次电池)以及以与蓄电池并联地电连接的方式设置的燃料电池的燃料电池系统(电力调整系统)。

在将蓄电池与燃料电池并联配置的电力调整系统中，为了使蓄电池的输出与燃料电池的输出衔接(同步)，在至少一个电池的输出侧设置有DC/DC转换器。考虑将如上所述的内部电阻测定装置利用于测定这种电力调整系统内的燃料电池的阻抗。

发明内容

如上所述的具备DC/DC转换器的电力调整系统例如被用于驱动具备燃料电池的车辆的马达。当在蓄电池侧具备DC/DC转换器的电力调整系统中车辆的马达等存在负载变动时，有时会从逆变器等向燃料电池输入与负载变动相应的信号。而且，在这种信号与内部电阻测定装置所使用的交流信号(交流电流信号)的频率接近的情况下，从内部电阻测定装置供给到燃料电池的交流电流有可能还会流向负载侧。

在这种状况下，燃料电池的阻抗的测定精度会极度下降。而且，存在以下问题：当测定出的阻抗产生偏差时，无法估计燃料电池的湿润状态，有可能燃料电池内变得过干燥或发生液泛(过湿润)，从而使燃料电池变得发电不良。

另一方面，在将DC/DC转换器设置于燃料电池侧的情况下，DC/DC转换器本身的阻抗高，因此能够抑制负载变动成分流入燃料电池侧。然而，由于DC/DC转换器的阻抗高，还存在以下问题：由于DC/DC转换器而产生燃料电池的输出损耗，由于这种损耗，DC/DC转换器发热。

本发明是着眼于上述的问题而完成的，其目的在于提供一种即使对于有可能发生负载变动的负载也能够减少燃料电池的输出损耗并准确地测定燃料电池的阻抗的电力调整系统及其控制方法。