[发明专利]燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池系统。

背景技术

公知利用含氢气的燃料气体和含氧气的氧化气体的电化学反应而进行发电的燃料电池系统。该燃料电池系统是高效率、清洁的发电单元，因此作为二轮车、汽车等的驱动动力源获得了很大的期待。

该燃料电池存在输出电力的响应性变低的情况，因此作为防止该弊端的手段，提出有将燃料电池和蓄电池并联连接而构成电源的技术。例如在下述专利文献1中公开了经由变换器将牵引电动机等负载与燃料电池连接，并且经由DC/DC转换器将蓄电池与该燃料电池并联连接的构成。

专利文献1：日本特开2002-118981号公报

发明内容

然而，在上述构成中，即使在EV行驶等仅利用蓄电池来驱动负载的情况下，也总是为了变换器的效率变为最大而控制DC/DC转换器的输出电压(即系统的动作电压)，完全没有考虑DC/DC转换器的效率。因此，难说使从蓄电池输出的电力以最高效率向负载传递。

本发明鉴于以上说明的情况而提出，其目的在于提供一种燃料电池系统，能够使从蓄电池等蓄电装置输出的电力高效率地向负载传递。

为了解决上述的问题，本发明的燃料电池系统，其特征在于，具备：燃料电池；电压变换装置；蓄电装置，经由上述电压变换装置而与上述燃料电池并联连接；电力变换装置，将至少从上述燃料电池或上述蓄电装置输出的直流电力变换为交流电力而供给负载；以及决定单元，根据上述电压变换装置的电压变换效率和上述电力变换装置的电力变换效率来决定该系统的动作电压。

根据该构成，不仅考虑由电力变换装置(变换器等)导致的电力变换效率，还考虑由电压变换装置(DC/DC转换器等)导致的电压变换效率，决定该系统的动作电压，因此可使从蓄电装置(蓄电池等)输出的电力高效率地向负载传递。

在此，上述构成中，优选的是，上述决定单元在接受到应仅以上述蓄电装置为电力源的指令的情况下决定该系统的动作电压，还具备根据所决定的动作电压来控制由上述电压变换装置进行的电压变换动作的电压变换控制单元。

另外，上述构成中，更优选的是，还具备检测上述蓄电装置的蓄电状态的传感器，上述决定单元根据所检测出的上述蓄电装置的蓄电状态、上述电压变换装置的电压变换效率和上述电力变换装置的电力变换效率，决定该系统的动作电压。

进而，上述构成中，优选还具备：开关元件，介插于上述燃料电池和上述电力变换装置的连接路径上；以及开关控制单元，在接受到应仅以上述蓄电装置为电力源的指令的情况下，由上述开关元件切断上述燃料电池和上述电力变换装置之间的电连接。

如上述说明，根据本发明，能够使从蓄电池等蓄电装置输出的电力高效率地向负载传递。

附图说明

图1是表示本实施方式的燃料电池系统的构成的图。

图2是例示动作电压和变换器效率之间的关系的图。

图3是例示输入输出电压差和转换器效率之间的关系的图。

图4是用于说明现有技术中EV行驶时的动作电压的决定方法的图。

图5是用于说明本发明中EV行驶时的动作电压的决定方法的图。

图6是表示行驶控制处理的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

A.本实施方式

(1)实施方式的构成

图1是搭载有本实施方式的燃料电池系统100的车辆的概略构成。

在以下的说明中，假定燃料电池汽车(FCHV；Fuel Cell HybridVehicle)作为车辆的一个例子，但是也可以适用于电动汽车、混合动力汽车。另外，不仅是车辆，也可以适用于各种移动体(例如，船舶、飞机、机器人等)。

该车辆以与车轮95L、95R连接的牵引电动机90为驱动力源行驶。牵引电动机90的电源是电源系统1。从电源系统1输出的直流由变换器50变换为三相交流，供给到牵引电动机90。牵引电动机90能够在制动时也作为发电机起作用。

电源系统1由燃料电池40、蓄电池60、DC/DC转换器30、变换器50等构成。