[发明专利]燃料电池系统及其电力控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及搭载于车辆的燃料电池系统，尤其是涉及具备两个DC-DC转换器的燃料电池系统。

背景技术

作为搭载于车辆的燃料电池系统，开发有具备多个DC-DC转换器的系统。例如，在日本特开2007-209161号公报中公开有一种燃料电池系统，具备：配置在蓄电装置与逆变器之间的第一DC-DC转换器；及配置在燃料电池与逆变器之间的第二DC-DC转换器。

在该系统中，构成为，当目标电动机输出大于规定的阈值时，将第一DC-DC转换器设定成断开状态，将第二DC-DC转换器设定成直接连接状态，将输出大的燃料电池的输出电力优先于蓄电装置的输出电力向电动机供给。另外，当目标电动机输出小于阈值时，使第一DC-DC转换器动作并从蓄电装置供给辅助电力，将第二DC-DC转换器形成为直接电连接状态。通过此种结构，防止车辆的行驶性能下降的情况，并能够进行高效率的电力转换(专利文献1)。

专利文献1：日本特开2007-209161号公报

发明内容

然而，在上述专利文献1的发明中，由于基于电动机输出电力对第一DC-DC转换器及第二DC-DC转换器进行切换，因此有时燃料电池的输出电压会高于逆变器的输入电压。这种情况下，尽管无需对燃料电池的输出电压进行升压，但也会不必要地驱动DC-DC转换器(在专利文献1中为第二DC-DC转换器)。即，浪费地消耗转换器的动作电力。

因此，为了解决上述问题点，在本发明的优选的形态中，其目的在于提供一种通过禁止不必要的DC-DC转换器的动作而能够减少消耗电力的燃料电池系统及其电力控制方法。

解决上述课题的燃料电池系统的一形态的特征在于，具备：与负载装置连接的逆变器；连接在燃料电池与逆变器之间且设定燃料电池的输出电压的第一转换器；连接在蓄电装置与逆变器之间且设定逆变器的输入电压的第二转换器；及对第一转换器及第二转换器进行控制的控制装置，控制装置将燃料电池的必要输出电压及逆变器的必要输入电压中的大的一方的电压作为逆变器的输入电压而输出。

根据上述结构，由于选择燃料电池的必要输出电压和逆变器的必要输入电压中的大的一方，因此避免燃料电池的输出电压高于逆变器的输入电压的情况。由此，能够禁止无用地使第一转换器动作的情况。

具体而言，控制装置对燃料电池的必要输出电压与逆变器的必要输入电压进行比较，当判定为燃料电池的必要输出电压为逆变器的必要输入电压以上时，使第一转换器的动作停止。

即，本发明的燃料电池的另一形态具备：与负载装置连接的逆变器；连接在燃料电池与逆变器之间且设定燃料电池的输出电压的第一转换器；及连接在蓄电装置与逆变器之间且设定逆变器的输入电压的第二转换器，所述燃料电池系统的特征在于，具备：运算燃料电池的必要输出电压的燃料电池必要输出电压运算单元；运算逆变器的必要输入电压的逆变器必要输入电压运算单元；对燃料电池的必要输出电压与逆变器的必要输入电压进行比较的比较单元；及当判定为燃料电池的必要输出电压为逆变器的必要输入电压以上时，使第一转换器的动作停止的转换器动作控制单元。

另外，本发明的燃料电池用的电力控制方法的一形态中，该燃料电池系统具备：与负载装置连接的逆变器；连接在燃料电池与逆变器之间且设定燃料电池的输出电压的第一转换器；及连接在蓄电装置与逆变器之间且设定逆变器的输入电压的第二转换器，所述电力控制方法的特征在于，具备：运算燃料电池的必要输出电压的步骤；运算逆变器的必要输入电压的步骤；对燃料电池的必要输出电压与逆变器的必要输入电压进行比较的步骤；及当判定为燃料电池的必要输出电压为逆变器的必要输入电压以上时，使第一转换器的动作停止的步骤。

根据上述结构，在判定为燃料电池的必要输出电压在逆变器的必要输入电压以上时，由于第一转换器的动作成为禁止状态，因此能够抑制无用的电力转换动作。

本发明根据希望能够选择性地附加以下的要素。

(1)第一转换器优选在第一转换器的动作停止期间，维持为将燃料电池和逆变器电导通的状态。根据此种结构，在第一转换器的动作停止期间，逆变器的必要输入电压成为燃料电池的输出电压，能够向以来自蓄电装置的电力供给为中心的低效率运转状态移动。