施方式的燃料电池系统I基于燃料电池堆20的发电电力、和用于保证燃料电池堆20以及电负载的性能的堆侧连接线31的最低保证电压，对燃料电池堆20的目标输出电流设定上限。
[0111]这样在本实施方式中，基于燃料电池堆20的发电电力和堆侧连接线31的最低保证电压，在堆侧连接线31的电压为最低保证电压时，将用于发出发电电力量的电力所需的输出电流值设定为目标输出电流的上限。并且，基于该设定了上限的目标输出电流，通过电源管理器5的开关控制而调整堆侧连接线31的电压，且控制对燃料电池堆20供给的阴极气体的流量。
[0112]由此，由于能够设定对于堆侧连接线31的电压不会低于最低保证电压的电源管理器5的目标输出电流，还基于该目标输出电流而控制阴极气体的流量，所以能够守住最低保证电压，且能够将与实际的输出电流对应的适当的流量的阴极气体供应给燃料电池。
[0113]此外，本实施方式的燃料电池系统I在从堆侧连接线31的电压减去最低保证电压所得的电压偏差为预定偏差以下时，对燃料电池堆20的目标输出电流设定上限。
[0114]这样，通过在确认堆侧连接线31的电压降低至最低保证电压附近的情况之后对输出电流设定上限，防止了输出电流无意地被限制。
[0115]此外，本实施方式的燃料电池系统I对目标输出电流实施低通滤波器处理，去除目标输出电流的高频分量。
[0116]由此，即使是在目标输出电流急剧增加的情况下，也能够将输出电流向目标输出电流缓慢地变化，所以能够抑制堆侧连接线31的电压低于最低保证电压。
[0117]此外，本实施方式的燃料电池系统I不是基于检测连接线电压和检测输出电流而计算燃料电池堆20的发电电力，而是基于检测连接线电压和目标输出电流而计算燃料电池堆20的发电电力。具体而言，将对检测连接线电压乘以作为目标输出电流的一例的目标输出电流前次值所得的电力作为燃料电池堆20的发电电力。
[0118]在通过电源管理器5而将检测连接线电压控制为目标连接线电压的情况下，电源管理器5对开关元件54a?54d进行开关控制，使得如前述那样堆侧电容器52的电压成为目标连接线电压。
[0119]具体而言，电源管理器5在堆侧电容器52的电压成为目标连接线电压时，通过开关控制而切换流过电抗器51的励磁电流的流向，重复对于堆侧电容器52的激发能量的供给、释放，从而将堆侧电容器52的电压维持目标连接线电压。
[0120]这里，为了通过开关控制而切换流过电抗器51的励磁电流的流向，例如需要从开关元件54b、54c接通、开关元件54a、54d断开的状态切换为开关元件54b、54c断开、开关元件54a、54d接通的状态。在切换该接通/断开时，若开关元件54a、54b或者开关元件54c、54d同时成为接通状态则成为短路。因此，在本实施方式中，为了防止短路，在设置开关元件54a?54d的全部暂时断开的死区时间之后进行接通/断开的切换。
[0121]因此，由于直到通过开关控制而切换流过电抗器51的励磁电流的流向为止产生延迟，所以存在检测输出电流相对于目标输出电流产生振荡(hunting)的顾虑。因此，若使用相对于发电电力变动的灵敏度大的检测输出电流而计算发电电力，则直到基于该发电电力而计算出的上限电流为止都产生振荡，存在连接线电压低于最低保证电压的顾虑。
[0122]因此，在本实施方式中，使用目标输出电流而计算发电电力。由此，由于基于发电电力而计算出的上限电流不会振荡，所以能够抑制连接线电压低于最低保证电压。
[0123](第二实施方式)
[0124]接着，说明本发明的第二实施方式的控制程序的内容。本实施方式的控制程序中，发电电力运算部14的内容与第一实施方式不同。以下，将该不同点为中心进行说明。另外，对于起到与前述的第一实施方式同样的功能的部分，使用相同的标号并适当省略重复的说明。
[0125]图7是说明本实施方式的控制程序的发电电力运算部14的细节的框图。
[0126]在前述的第一实施方式中，把将目标输出电流前次值和检测堆电压相乘的电力作为发电电力。
[0127]相对于此，在本实施方式中，在第二延迟处理部141中，对目标输出电流前次值实施考虑了在通过电源管理器5将连接线电压控制为目标连接线电压时的电源管理器5的响应速度的低通滤波器处理。即，第二延迟处理部141输出与在通过电源管理器5将连接线电压控制为目标连接线电压时的实际的输出电流值的变化对应的电流值。
[0128]并且，在最大值选择部142中，选择目标输出电流前次值和第二延迟处理部141的输出值中的较大的一方，在发电电力输出部143中，输出对最大值选择部142的选择值乘以了检测堆电压所得的电力作为发电电力。以下，说明这样做的理由。
[0129]在目标输出电流降低的下降过渡时，目标输出电流前次值比能够通过电源管理器5而实际降低的输出电流值还要小。此时，若基于目标输出电流前次值而计算发电电力，则导致在发电电力运算部14中运算出的发电电力比实际的发电电力还要小。其结果，基于在发电电力运算部14中运算的发电电力而计算出的上限电流也变低，过度地限制输出电流。
[0130]相对于此，在本实施方式中，通过如上所述那样构成发电电力运算部14，能够基于与实际的输出电流值的变化对应的电流值而计算发电电力。因此，由于能够抑制在发电电力运算部14中运算出的发电电力比实际的发电电力还要小，所以能够抑制输出电流被过度地限制。
[0131]以上说明的本实施方式的燃料电池系统I基于对所述目标输出电流实施了低通滤波器处理的值和对该值进一步实施了考虑了电源管理器5的响应性的低通滤波器处理的值中的较大一方、和检测连接线电压，计算燃料电池堆20的发电电力。
[0132]由此，能够抑制在下降过渡时，在发电电力运算部14中运算的发电电力比实际的发电电力还要小。因此，能够抑制基于在发电电力运算部14中运算的发电电力而计算出的上限电流被设定为低于必要以上。
[0133]以上，说明了本发明的实施方式，但上述实施方式只不过是表示了本发明的应用例的一部分，不是将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体结构的宗旨。
[0134]例如，在上述的各实施方式中，对发电电力运算部14输入了目标输出电流前次值，但这是目标输出电流的一例，并不限定于前次值。此外，也可以将最低保证电压作为至少能够保证燃料电池堆20以及驱动电动机41中的任一方的动作或性能的电压值。
[0135]本申请主张基于2013年10月9日在日本特许厅申请的特愿2013_212132的优先权，该申请的全部内容通过参照而引入到本说明书中。
【主权项】
1.一种燃料电池系统，将阳极气体以及阴极气体供应给燃料电池而发电，所述燃料电池系统包括: 连接线，连接所述燃料电池和电负载； 转换器，连接到所述连接线以及蓄电池，调整所述连接线的电压； 目标输出电流计算部件，根据所述电负载的负载，计算所述燃料电池的目标输出电流； 转换器控制部件，根据所述目标输出电流，实施所述转换器的开关控制；以及 流量控制部件，根据所述目标输出电流，对供应给所述燃料电池的阴极气体的流量进行控制， 所述目标输出电流计算部件基于所述燃料电池的发电电力、和用于保证所述燃料电池以及所述电负载的性能的所述连接线的最低保证电压，对所述目标输出电流设定上限。2.如权利要求1所述的燃料电池系统， 所述目标输出电流计算部件对所述目标输出电流实施低通滤波器处理。3.如权利要求1或权利要求2所述的燃料电池系统， 所述目标输出电流计算部件基于所述目标输出电流和所述连接线的检测电压，计算所述燃料电池的发电电力。4.如权利要求1所述的燃料电池系统， 所述目标输出电流计算部件基于对所述目标输出电流实施了低通滤波器处理的值和对该值进一步实施了考虑所述转换器的响应性的低通滤波器处理的值中的较大一方、和所述连接线的检测电压，计算所述燃料电池的发电电力。5.如权利要求1至权利要求4的任一项所述的燃料电池系统， 所述目标输出电流计算部件在从所述连接线的电压减去所述最低保证电压所得的电压偏差为预定偏差以下时，对所述目标输出电流设定上限。
【专利摘要】一种将阳极气体以及阴极气体供应给燃料电池而发电的燃料电池系统，包括：连接线，连接燃料电池和电负载；转换器，连接到连接线以及蓄电池，调整连接线的电压；目标输出电流计算部件，根据电负载的负载，计算燃料电池的目标输出电流；转换器控制部件，根据目标输出电流，实施转换器的开关控制；以及流量控制部件，根据目标输出电流，对供应给燃料电池的阴极气体的流量进行控制，目标输出电流计算部件基于燃料电池的发电电力、和用于保证燃料电池以及电负载的性能的连接线的最低保证电压，对目标输出电流设定上限。
【IPC分类】H02M3/155, H01M8/04537, H01M8/00
【公开号】CN105594044
【申请号】CN201480053697
【发明人】松本充彦
【申请人】日产自动车株式会社
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年9月10日
【公告号】CA2926902A1, WO2015053037A1