燃料电池搭载车辆的外部供电系统及其控制方法
【专利说明】燃料电池搭载车辆的外部供电系统及其控制方法
[0001]本申请主张基于2014年10月27日提交的申请号为2014-218334号的日本专利申请的优先权，通过参照将其公开的全部内容并入本申请中。
技术领域
[0002]本发明涉及利用搭载于车辆的燃料电池及二次电池而向外部供给电力的外部供电系统。
【背景技术】
[0003]以往，提出了利用搭载于车辆的燃料电池或二次电池而向车辆的外部供给电力的外部供电系统(例如，JP2013-198292A、JP2013-93941A)。
【发明内容】
[0004]发明要解决的课题
[0005]在JP2013-198292A中，在与车辆(燃料电池机动车)连接的外部供电电路中产生了异常的情况下，停止燃料电池机动车的从电源电路的高压蓄电池向外部供电电路的供电。这样，存在如下问题:由于系统的一部分产生的异常而立刻停止供电的情况对于使用者侧来说在易用性的方面不充分。
[0006]另外，在JP2013-93941A中，以通过来自二次电池的放电进行向外部的供电的情况为前提，以使二次电池的充电状态(S0C;State Of Charge)收敛于预定范围内的方式通过燃料电池的发电进行二次电池的充电。因此，多次产生二次电池的充放电，多次产生SOC的变动，因此存在二次电池退化的可能性较高，在提高二次电池的寿命的方面不充分这样的问题。
[0007]用于解决课题的方法
[0008]本发明为了解决上述课题的至少一部分而作出，能够作为以下的方式实现。
[0009](I)根据本发明的一方式，提供一种从搭载于车辆的燃料电池及二次电池向外部供给电力的外部供电系统的控制方法。该控制方法在检测出测量从能够连接上述燃料电池和上述二次电池的电力配线向外部供电的电力的传感器的异常的情况下，(a)在检测到上述二次电池的蓄电量减少的情况下，使上述燃料电池的发电电力增加而进行外部供电，以阻止上述蓄电量减少，(b)在检测到上述二次电池的蓄电量增加的情况下，使上述燃料电池的发电电力减少而进行外部供电，以阻止上述蓄电量增加。
[0010]根据该方式的外部供电系统的控制方法，即使在测量向外部供电的电力的传感器存在异常的情况下，通过以避免二次电池的蓄电量变动的方式控制燃料电池的发电电力，也能够将从燃料电池供给向外部供电的电力，能够维持向外部的供电。因此，能够提高使用者的易用性。另外，通过将燃料电池用于外部供电，而能够抑制二次电池的蓄电量的变动，因此能够提高二次电池的寿命。
[0011](2)在上述方式的外部供电系统的控制方法中，也可以是，在检测出上述传感器的异常的情况下，在将上述燃料电池的发电电力中的用于向上述外部供电的发电电力量假定为零的基础上，执行上述(a)或上述(b)。
[0012]根据该方式的外部供电系统的控制方法，在检测出传感器的异常的时刻，将相当于表示该传感器的可靠性较低的电力量的燃料电池的发电电力量假定为零，由此在停止了可靠性较低的电力的供给的基础上，以避免二次电池的蓄电量变动的方式控制燃料电池的发电电力，从而能够从燃料电池供给向外部供电的电力，能够维持向外部的供电。
[0013](3)在上述方式的外部供电系统的控制方法中，也可以是，上述燃料电池的发电电力设定为用于向上述外部供电的发电电力量、由上述车辆内的设备消耗的车辆内设备消耗量和与上述蓄电量的增减对应的修正量的总计。
[0014]根据该方式的外部供电系统的控制方法，通过与蓄电量的增减对应的修正量来使燃料电池的发电电力增减，而能够阻止二次电池的蓄电量的增减。
[0015](4)在上述方式的外部供电系统的控制方法中，也可以是，检测出上述传感器的异常的情况下的对上述外部的供电电力被限制为基于上述二次电池容许的充放电的电力的上限值而决定的值。
[0016]根据该方式的外部供电系统的控制方法，以根据二次电池的蓄电量的增减而产生的二次电池的充放电避免超过二次电池允许的充放电的电力的上限值的方式进行控制，能够维持二次电池的蓄电量被容许的范围内，并且能够从燃料电池供给向外部供电的电力，而能够维持向外部的供电。
[0017](5)根据本发明的另一方式，提供一种从搭载于车辆的燃料电池及二次电池向外部供给电力的外部供电系统。该外部供电系统具备:外部供电部，用于从能够连接上述燃料电池和上述二次电池电力配线向外部供电；传感器，测量经由上述外部供电部向上述外部供电的电力；蓄电量检测部，检测表示上述二次电池的蓄电量的值；及控制装置，对上述燃料电池的发电及上述二次电池的充放电进行控制，在检测出上述传感器的异常的情况下，(a)在检测出上述二次电池的蓄电量减少的情况下，上述控制装置使上述燃料电池的发电电力增加而进行外部供电，以阻止上述蓄电量减少，(b)在检测出上述二次电池的蓄电量增加的情况下，上述控制装置使上述燃料电池的发电电力减少而进行外部供电，以阻止上述蓄电量增加。
[0018]根据该方式的外部供电系统，即使在测量向外部供电的电力的传感器存在异常的情况下，通过以避免二次电池的蓄电量变动的方式控制燃料电池的发电电力，也能够将从燃料电池供给向外部供电的电力，而能够维持向外部的供电。因此，能够提高使用者的易用性。另外，通过将燃料电池用于外部供电，而能够抑制二次电池的蓄电量的变动，因此能够提高二次电池的寿命。
[0019]另外，本发明能够以各种方式实现，例如，除了利用搭载于车辆的燃料电池及二次电池向外部供给电力的外部供电系统的控制方法以外，还可以通过搭载有燃料电池及二次电池的车辆的控制方法、利用搭载于车辆的燃料电池及二次电池向外部供给电力的外部供电系统及搭载有燃料电池及二次电池的车辆等各种方式实现。
【附图说明】
[0020]图1是表示具备作为本发明的一实施方式的外部供电系统的燃料电池车辆的结构的概略图。
[0021]图2是表示外部供电模式的控制顺序的流程图。
[0022]图3是表示正常时外部供电的控制顺序的流程图。
[0023]图4是表示异常时外部供电的控制顺序的流程图。
[0024]图5是示出表示SOC与SOC修正量的关系的SOC修正映射的例子的说明图。
[0025]图6是表示正常时外部供电的状态的具体例的说明图。
[0026]图7是表示异常时外部供电的状态的具体例的说明图。
[0027]图8是表示异常时外部供电的状态的具体例的说明图。
【具体实施方式】
[0028]图1是表示具备作为本发明的一实施方式的外部供电系统100的燃料电池车辆10的结构的概略图。燃料电池车辆10具备燃料电池(FuelCell:燃料电池，也简称为“FC”)110、二次电池(也简称为“BAT”)140，并以它们输出的电力为驱动力而行驶。另外，本实施方式的燃料电池车辆10也作为外部供电系统100发挥作用，在其停车中，能够对外部负载(未图示)供给电力。
[0029]本说明书中的“燃料电池车辆10的停车中”是指不从燃料电池110及二次电池140对后述的电动机136的驱动供给电力的状态。并且，不包含通过加速器操作或换档而开始加速的状态即所谓怠速状态。另外，通过手制动器(所谓侧制动器)等制动机构而燃料电池车辆10的移动被固定地限制的状态也包含于该状态。另一方面，“燃料电池车辆10的行驶时”是利用燃料电池110和二次电池140中的至少一方的电力来使电动机136驱动的状态。并且，该状态包括上述怠速状态(除了通过手制动器等制动机构固定地限制了移动的状态之外)。
[0030]燃料电池110是接受氢和空气(具体而言，氧)的供给作为反应气体而发电的固体高分子型燃料电池。二次电池140例如能够由锂离子电池构成。另外，作为燃料电池110或二次电池140，并不限定于固体高分子型燃料电池和锂离子电池，也可以采用其他各种类型的燃料电池或能够充放电的电池。
[0031]燃料电池车辆10还具备:FC升压转换器120、动力控制单元(也简称为“PCU”)130、电动机136、空气压缩机(也简称为“ACP”)138、SOC检测部142、FC辅机150、空调装置(也简称为“空调”)160、外部供电部170、电流传感器(也简称为“DCS”)172、控制装置180及车轮WL。
[0032]另外，燃料电池车辆10搭载有反应气体的供给部、排出部、制冷剂供给部等作为用于燃料电池110的发电的设备，并搭载有作为车辆的各种设备等，但是省略它们的图示及说明。但是，反应气体的供给部包含的燃料栗或空气压缩机及制冷剂供给部包含的制冷剂栗等设备(也称为“辅机”)是利用燃料电池110或二次电池140的电力的一部分而被驱动的设备，与后述的外部供电控制相关。因此，上述FC用的辅机中的利用来自后述的低压直流配线DCL的电力而动作的燃料气体用的燃料栗或制冷剂用的制冷剂栗汇总为一个而作为FC辅机150进行图示，利用来自后述的高压直流配线DCH的电力进行动作的氧化气体用的空气压缩机(ACP) 138独立地图示。
[0033]控制装置180由具备CPU和R0M、RAM等的微型计算机构成。控制装置180接受驾驶者通过驾驶模式切换开关(未图示)而进行的切换操作，来切换燃料电池车辆10的驾驶模式。在此，本实施方式的燃料电池车辆10具有“普通驾驶模式”和“外部供电模式”作为驾驶模式。
[0034]“普通驾驶模式”是用于使燃料电池车辆10基于驾驶者的操作而行驶的模式。在选择了普通驾驶模式时，控制装置180接受驾驶者的加速器操作等操作，并根据其操作内容，而对燃料电池110的发电和二次电池140的充放电进行控制。另一方面，“外部供电模式”是在燃料电池车辆10停止的状态下，使燃料电池车辆10作为向外部负载供给电力的外部供电系统100发挥作用的模式。另外，关于外部供电模式的具体的控制内容在后文叙述。
[0035]燃料电池110经由FC升压转换器120而与高压直流配线DCH连接，