燃料電池搭載車輛的外部供電系統(tǒng)及其控制方法
【專利說明】燃料電池搭載車輛的外部供電系統(tǒng)及其控制方法
[0001]本申請(qǐng)主張基于2014年10月27日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?014-218334號(hào)的日本專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，通過參照將其公開的全部?jī)?nèi)容并入本申請(qǐng)中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及利用搭載于車輛的燃料電池及二次電池而向外部供給電力的外部供電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]以往，提出了利用搭載于車輛的燃料電池或二次電池而向車輛的外部供給電力的外部供電系統(tǒng)(例如，JP2013-198292A、JP2013-93941A)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明要解決的課題
[0005]在JP2013-198292A中，在與車輛(燃料電池機(jī)動(dòng)車)連接的外部供電電路中產(chǎn)生了異常的情況下，停止燃料電池機(jī)動(dòng)車的從電源電路的高壓蓄電池向外部供電電路的供電。這樣，存在如下問題:由于系統(tǒng)的一部分產(chǎn)生的異常而立刻停止供電的情況對(duì)于使用者側(cè)來說在易用性的方面不充分。
[0006]另外，在JP2013-93941A中，以通過來自二次電池的放電進(jìn)行向外部的供電的情況為前提，以使二次電池的充電狀態(tài)(S0C;State Of Charge)收斂于預(yù)定范圍內(nèi)的方式通過燃料電池的發(fā)電進(jìn)行二次電池的充電。因此，多次產(chǎn)生二次電池的充放電，多次產(chǎn)生SOC的變動(dòng)，因此存在二次電池退化的可能性較高，在提高二次電池的壽命的方面不充分這樣的問題。
[0007]用于解決課題的方法
[0008]本發(fā)明為了解決上述課題的至少一部分而作出，能夠作為以下的方式實(shí)現(xiàn)。
[0009](I)根據(jù)本發(fā)明的一方式，提供一種從搭載于車輛的燃料電池及二次電池向外部供給電力的外部供電系統(tǒng)的控制方法。該控制方法在檢測(cè)出測(cè)量從能夠連接上述燃料電池和上述二次電池的電力配線向外部供電的電力的傳感器的異常的情況下，(a)在檢測(cè)到上述二次電池的蓄電量減少的情況下，使上述燃料電池的發(fā)電電力增加而進(jìn)行外部供電，以阻止上述蓄電量減少，(b)在檢測(cè)到上述二次電池的蓄電量增加的情況下，使上述燃料電池的發(fā)電電力減少而進(jìn)行外部供電，以阻止上述蓄電量增加。
[0010]根據(jù)該方式的外部供電系統(tǒng)的控制方法，即使在測(cè)量向外部供電的電力的傳感器存在異常的情況下，通過以避免二次電池的蓄電量變動(dòng)的方式控制燃料電池的發(fā)電電力，也能夠?qū)娜剂想姵毓┙o向外部供電的電力，能夠維持向外部的供電。因此，能夠提高使用者的易用性。另外，通過將燃料電池用于外部供電，而能夠抑制二次電池的蓄電量的變動(dòng)，因此能夠提高二次電池的壽命。
[0011](2)在上述方式的外部供電系統(tǒng)的控制方法中，也可以是，在檢測(cè)出上述傳感器的異常的情況下，在將上述燃料電池的發(fā)電電力中的用于向上述外部供電的發(fā)電電力量假定為零的基礎(chǔ)上，執(zhí)行上述(a)或上述(b)。
[0012]根據(jù)該方式的外部供電系統(tǒng)的控制方法，在檢測(cè)出傳感器的異常的時(shí)刻，將相當(dāng)于表示該傳感器的可靠性較低的電力量的燃料電池的發(fā)電電力量假定為零，由此在停止了可靠性較低的電力的供給的基礎(chǔ)上，以避免二次電池的蓄電量變動(dòng)的方式控制燃料電池的發(fā)電電力，從而能夠從燃料電池供給向外部供電的電力，能夠維持向外部的供電。
[0013](3)在上述方式的外部供電系統(tǒng)的控制方法中，也可以是，上述燃料電池的發(fā)電電力設(shè)定為用于向上述外部供電的發(fā)電電力量、由上述車輛內(nèi)的設(shè)備消耗的車輛內(nèi)設(shè)備消耗量和與上述蓄電量的增減對(duì)應(yīng)的修正量的總計(jì)。
[0014]根據(jù)該方式的外部供電系統(tǒng)的控制方法，通過與蓄電量的增減對(duì)應(yīng)的修正量來使燃料電池的發(fā)電電力增減，而能夠阻止二次電池的蓄電量的增減。
[0015](4)在上述方式的外部供電系統(tǒng)的控制方法中，也可以是，檢測(cè)出上述傳感器的異常的情況下的對(duì)上述外部的供電電力被限制為基于上述二次電池容許的充放電的電力的上限值而決定的值。
[0016]根據(jù)該方式的外部供電系統(tǒng)的控制方法，以根據(jù)二次電池的蓄電量的增減而產(chǎn)生的二次電池的充放電避免超過二次電池允許的充放電的電力的上限值的方式進(jìn)行控制，能夠維持二次電池的蓄電量被容許的范圍內(nèi)，并且能夠從燃料電池供給向外部供電的電力，而能夠維持向外部的供電。
[0017](5)根據(jù)本發(fā)明的另一方式，提供一種從搭載于車輛的燃料電池及二次電池向外部供給電力的外部供電系統(tǒng)。該外部供電系統(tǒng)具備:外部供電部，用于從能夠連接上述燃料電池和上述二次電池電力配線向外部供電；傳感器，測(cè)量經(jīng)由上述外部供電部向上述外部供電的電力；蓄電量檢測(cè)部，檢測(cè)表示上述二次電池的蓄電量的值；及控制裝置，對(duì)上述燃料電池的發(fā)電及上述二次電池的充放電進(jìn)行控制，在檢測(cè)出上述傳感器的異常的情況下，(a)在檢測(cè)出上述二次電池的蓄電量減少的情況下，上述控制裝置使上述燃料電池的發(fā)電電力增加而進(jìn)行外部供電，以阻止上述蓄電量減少，(b)在檢測(cè)出上述二次電池的蓄電量增加的情況下，上述控制裝置使上述燃料電池的發(fā)電電力減少而進(jìn)行外部供電，以阻止上述蓄電量增加。
[0018]根據(jù)該方式的外部供電系統(tǒng)，即使在測(cè)量向外部供電的電力的傳感器存在異常的情況下，通過以避免二次電池的蓄電量變動(dòng)的方式控制燃料電池的發(fā)電電力，也能夠?qū)娜剂想姵毓┙o向外部供電的電力，而能夠維持向外部的供電。因此，能夠提高使用者的易用性。另外，通過將燃料電池用于外部供電，而能夠抑制二次電池的蓄電量的變動(dòng)，因此能夠提高二次電池的壽命。
[0019]另外，本發(fā)明能夠以各種方式實(shí)現(xiàn)，例如，除了利用搭載于車輛的燃料電池及二次電池向外部供給電力的外部供電系統(tǒng)的控制方法以外，還可以通過搭載有燃料電池及二次電池的車輛的控制方法、利用搭載于車輛的燃料電池及二次電池向外部供給電力的外部供電系統(tǒng)及搭載有燃料電池及二次電池的車輛等各種方式實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0020]圖1是表示具備作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的外部供電系統(tǒng)的燃料電池車輛的結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0021]圖2是表示外部供電模式的控制順序的流程圖。
[0022]圖3是表示正常時(shí)外部供電的控制順序的流程圖。
[0023]圖4是表示異常時(shí)外部供電的控制順序的流程圖。
[0024]圖5是示出表示SOC與SOC修正量的關(guān)系的SOC修正映射的例子的說明圖。
[0025]圖6是表示正常時(shí)外部供電的狀態(tài)的具體例的說明圖。
[0026]圖7是表示異常時(shí)外部供電的狀態(tài)的具體例的說明圖。
[0027]圖8是表示異常時(shí)外部供電的狀態(tài)的具體例的說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]圖1是表示具備作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的外部供電系統(tǒng)100的燃料電池車輛10的結(jié)構(gòu)的概略圖。燃料電池車輛10具備燃料電池(FuelCell:燃料電池，也簡(jiǎn)稱為“FC”)110、二次電池(也簡(jiǎn)稱為“BAT”)140，并以它們輸出的電力為驅(qū)動(dòng)力而行駛。另外，本實(shí)施方式的燃料電池車輛10也作為外部供電系統(tǒng)100發(fā)揮作用，在其停車中，能夠?qū)ν獠控?fù)載(未圖示)供給電力。
[0029]本說明書中的“燃料電池車輛10的停車中”是指不從燃料電池110及二次電池140對(duì)后述的電動(dòng)機(jī)136的驅(qū)動(dòng)供給電力的狀態(tài)。并且，不包含通過加速器操作或換檔而開始加速的狀態(tài)即所謂怠速狀態(tài)。另外，通過手制動(dòng)器(所謂側(cè)制動(dòng)器)等制動(dòng)機(jī)構(gòu)而燃料電池車輛10的移動(dòng)被固定地限制的狀態(tài)也包含于該狀態(tài)。另一方面，“燃料電池車輛10的行駛時(shí)”是利用燃料電池110和二次電池140中的至少一方的電力來使電動(dòng)機(jī)136驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)。并且，該狀態(tài)包括上述怠速狀態(tài)(除了通過手制動(dòng)器等制動(dòng)機(jī)構(gòu)固定地限制了移動(dòng)的狀態(tài)之外)。
[0030]燃料電池110是接受氫和空氣(具體而言，氧)的供給作為反應(yīng)氣體而發(fā)電的固體高分子型燃料電池。二次電池140例如能夠由鋰離子電池構(gòu)成。另外，作為燃料電池110或二次電池140，并不限定于固體高分子型燃料電池和鋰離子電池，也可以采用其他各種類型的燃料電池或能夠充放電的電池。
[0031]燃料電池車輛10還具備:FC升壓轉(zhuǎn)換器120、動(dòng)力控制單元(也簡(jiǎn)稱為“PCU”)130、電動(dòng)機(jī)136、空氣壓縮機(jī)(也簡(jiǎn)稱為“ACP”)138、SOC檢測(cè)部142、FC輔機(jī)150、空調(diào)裝置(也簡(jiǎn)稱為“空調(diào)”)160、外部供電部170、電流傳感器(也簡(jiǎn)稱為“DCS”)172、控制裝置180及車輪WL。
[0032]另外，燃料電池車輛10搭載有反應(yīng)氣體的供給部、排出部、制冷劑供給部等作為用于燃料電池110的發(fā)電的設(shè)備，并搭載有作為車輛的各種設(shè)備等，但是省略它們的圖示及說明。但是，反應(yīng)氣體的供給部包含的燃料栗或空氣壓縮機(jī)及制冷劑供給部包含的制冷劑栗等設(shè)備(也稱為“輔機(jī)”)是利用燃料電池110或二次電池140的電力的一部分而被驅(qū)動(dòng)的設(shè)備，與后述的外部供電控制相關(guān)。因此，上述FC用的輔機(jī)中的利用來自后述的低壓直流配線DCL的電力而動(dòng)作的燃料氣體用的燃料栗或制冷劑用的制冷劑栗匯總為一個(gè)而作為FC輔機(jī)150進(jìn)行圖示，利用來自后述的高壓直流配線DCH的電力進(jìn)行動(dòng)作的氧化氣體用的空氣壓縮機(jī)(ACP) 138獨(dú)立地圖示。
[0033]控制裝置180由具備CPU和R0M、RAM等的微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成?？刂蒲b置180接受駕駛者通過駕駛模式切換開關(guān)(未圖示)而進(jìn)行的切換操作，來切換燃料電池車輛10的駕駛模式。在此，本實(shí)施方式的燃料電池車輛10具有“普通駕駛模式”和“外部供電模式”作為駕駛模式。
[0034]“普通駕駛模式”是用于使燃料電池車輛10基于駕駛者的操作而行駛的模式。在選擇了普通駕駛模式時(shí)，控制裝置180接受駕駛者的加速器操作等操作，并根據(jù)其操作內(nèi)容，而對(duì)燃料電池110的發(fā)電和二次電池140的充放電進(jìn)行控制。另一方面，“外部供電模式”是在燃料電池車輛10停止的狀態(tài)下，使燃料電池車輛10作為向外部負(fù)載供給電力的外部供電系統(tǒng)100發(fā)揮作用的模式。另外，關(guān)于外部供電模式的具體的控制內(nèi)容在后文敘述。
[0035]燃料電池110經(jīng)由FC升壓轉(zhuǎn)換器120而與高壓直流配線DCH連接，