电力供给系统的利记博彩app

专利名称：电力供给系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及向移动体的驱动装置供给电力的电力供给系统。
技术背景近几年，作为运行效率以及环境性优异的电源，燃料电池正引人注目。 虽然燃料电池控制燃料气体的供给量而按照要求输出电力，但是由于气体 供给量的响应延迟，亦存在输出电力的响应性降低的情况。因此，将燃料电池和蓄电池(蓄电装置)并联连接而构成电源，通过由DC-DC转换器 变换燃料电池的输出电压，以此实现蓄电池和燃料电池的并用。此时，在 移动体中设置不经由DC-DC转换器而由来自燃料电池的供给电力驱动的 第一驱动电动机，和不经由DC-DC转换器而由蓄电池的供给电力驱动的 第二驱动电动机，按照来自移动体的输出要求控制向各驱动电动机的电力 供给的技术已被公开(例如参照专利文献1 )。此外，在用于驱动移动体的驱动装置的电力供给中，经由DC-DC转 换器使燃料电池和蓄电池连接而形成的电源系统已被公开(例如参照专利 文献2)。在该电源系统中，驱动电动机以能够不经由DC-DC转换器而接 受来自燃料电池的电力供给的方式连接于该电源系统，且通过将来自燃料 电池的电力的供给比例设定在预定范围，由此可抑制由于DC-DC转换器 而产生的电力损失。专利文献1日本特开2006 - 141097号^^才艮专利文献2日本特开2002 - 118979号z^才艮发明内容当从燃料电池向移动体的驱动装置供给电力时，由于向燃料电池的燃料气体(例如氢等)供给响应慢等原因，向驱动装置的电力供给存在不稳 定的情况。因此，为使电力供给更加稳定化，有时除该燃料电池之外还利 用蓄电池等蓄电装置， 一般而言，此种输出特性相异的电力供给源由DC-DC转换器等电力变换装置连接。在这样通过多个电力供给装置经由DC-DC转换器等电力变换装置连 接而形成的电力供给系统中，可以稳定地进行向驱动装置电力供给。但是， 由于其电力供给的形式，由于从电力供给装置向驱动装置供给电力时经由 DC-DC转换器等，所以产生电力损失，可能导致电力供给系统的电力供给 效率降低。本发明鉴于上述问题，其目的在于在多个电力供给装置经由DC-DC 转换器等电力变换装置连接而形成的电力供给系统中，在向移动体的驱动 装置供给电力时尽可能避免其供给效率的降低。为了解决上述问题，本发明提供一种电力供给系统，其由燃料电池和 蓄电装置两种电力供给装置经由DC-DC转换器等电力变换装置连接而形 成，在移动体上以可不经由电力变换装置接受来自各电力供给装置的供给 电力的方式设置两种驱动装置，且对于直接接受来自可发电的燃料电池的 电力供给的驱动装置，将经由电力变换装置供给电力的条件限制为一定的 条件。这样，能够尽可能避免电力变换装置中的电力损失。更具体来说，本发明的电力供给系统搭载在移动体上，向作为该移动 体的驱动源发挥作用的第一驱动装置和第二驱动装置供给电力，该电力供 给系统具备电力变换装置，其进行来自电力供给装置的供给电力的输出 特性的变换；作为电力供给装置的燃料电池，其能够将利用包含氧的氧化 气体和包含氢的燃料气体的电化学反应发电所产生的电力不经由上述电力 变换装置而向上述第一驱动装置供给；作为电力供给装置的蓄电装置，其 经由上述电力变换装置与上述燃料电池连接，并且可进行电力的蓄积、能 够将该蓄积的电力不经由上述电力变换装置而向上述第二驱动装置供给； 和电力控制部，其根据来自上述移动体的输出要求，控制从上述燃料电池 和上述蓄电装置向上述第一驱动装置和上述第二驱动装置供给的电力，上述电力控制部在来自上述移动体的输出要求为通常输出要求时，控制电力 供给，使得向上述第一驱动装置和上述第二驱动装置的电力供给分别由上 述燃料电池和上述蓄电装置进行，在来自上述移动体的输出要求中应该向 上述第 一驱动装置供给的电力超过由上述燃料电池可发电产生的电力时， 允许从上述蓄电装置经由上述电力变换装置向上述第一驱动装置供给电 力。如上所述，本发明的电力供给系统搭载在移动体上，向进行该移动体 的移动的驱动装置进行电力供给。此外，移动体不仅包括汽车、火车、船 舶等输送装置，还包括进行机器人等的移动的所有物体。此外，用于移动该移动体的驱动装置设置有第一驱动装置和第二驱动 装置两台装置，各驱动装置产生的驱动力按照该移动体的所处状况，例如 移动时、停止时的负荷状况等适当确定。此外，对于这些驱动装置，具备 燃料电池和蓄电装置作为电力供给装置，从本发明的电力供给系统供给电 力。此处，在本发明的电力供给系统中，燃料电池和蓄电装置这两种输出 特性相异的电力供给装置经由电力变换装置相互连接。由此，可分别稳定 地进行向第一驱动装置和第二驱动装置的电力供给。此处，第一驱动装置 可不经由电力变换装置而从燃料电池直接接受电力供给，第二驱动装置可 不通过电力变换装置而直接接受由蓄电装置供给的电力。换言之，如要从 蓄电装置对笫一驱动装置供给电力，或者要从燃料电池对第二驱动装置供 给电力，则供给电力必须经由电力变换装置。该电力变换装置是变换来自 各电力供给装置的供给电力的输出特性的装置，由于在其变换处理中在内 部消耗电力，或多或少原本也归结为向驱动装置供给的电力的损失。因此，本发明的电力供给系统中，各电力供给装置和各驱动装置之间 的电力供给由电力控制部控制，可尽可能避免由电力变换装置产生的电力 损失。即，必须与按照移动体的移动、停止等移动体所处的状况而从移动 体要求的输出相应地驱动各驱动装置时，电力控制部控制电力供给，使得 从各电力供给装置经由电力变换装置向各驱动装置供给电力在一定条件下以外不进行。首先，来自移动体的输出要求为通常输出要求时，使向第一驱动装置 的电力供给仅来自燃料电池，向第二驱动装置的电力供给仅来自蓄电装置。 此处的通常输出要求是，根据来自移动体的输出要求决定的第一驱动装置 和第二驱动装置应发挥的输出能够分别仅由来自燃料电池以及蓄电装置的 供给电力供应的程度的、来自移动体的要求。此外，由于各驱动装置的驱 动力使所要求的移动体的移动、停止成为可能，所以通过对来自移动体的 要求输出进行适当分配，决定第一驱动装置和第二驱动装置应发挥的输出。 此通常输出要求的范围也可以考虑影响燃料电池、蓄电装置的输出特性的 参数，例如各装置的温度等而使其变动。在这样来自移动体的输出要求为通常输出要求时，通过适当决定由第 一驱动装置和第二驱动装置应发挥的驱动力，能够从各电力供给装置不经 由电力变换装置向各驱动装置供应电力，所以电力控制部为了进行这样的 电力供给而进行控制。因此，只要来自移动体的输出要求为通常输出要求， 就能可靠地避免电力变换装置上的电力损失。另一方面，当来自移动体的输出要求不是通常输出要求，在来自移动 体的输出要求中应该向第一驱动装置供给的电力超出由燃料电池可发电产 生的电力时，由电力控制部允许除来自燃料电池的供给电力之外还将来自 蓄电装置的供给电力向第一驱动装置供给。对于第一驱动装置，由于可不 经由电力变换装置接受来自可适当调整输出(供给电力)的燃料电池的电 力，因此能使驱动力高效且适时地发挥。因而，与通过蓄电装置的蓄电量 来限制驱动力的第二驱动装置相比，可以认为第一驱动装置对移动体的驱 动的贡献程度更高，所以应该尽可能地维持向该第一驱动装置的电力供给。 因此，当来自移动体的输出要求中应该向第一驱动装置供给的电力超出由 燃料电池可发电产生的电力时，例外地从蓄电装置经由电力变换装置向第 一驱动装置进行电力供给。另外，在其它紧急情况等的判断为应向第一驱 动装置供给电力的情况下，亦可允许经由电力变换装置供给电力。这样，本发明的电力供给系统中，在各驱动装置必须根据来自移动体的输出要求而发挥驱动力的情况下，既能以维持不经由电力变换装置的电 力供给通路为基本，又对第 一驱动装置在需要燃料电池可输出电力以上的 电力的情况下经由电力变换装置供给电力。由此，既能响应来自移动体的 输出要求，又能限定由电力变换装置产生的电力损失的影响，因此能尽可 能地避免电力供给的效率降低。此外，为更加可靠地避免电力供给的效率降低，经由电力变换装置的 从上述蓄电装置向上述第一驱动装置的电力供给，也可以通过电力控制部 限定为仅在来自移动体的输出要求中应该向第 一驱动装置供给的电力超出 燃料电池可发电产生的电力时。即，更限定性地产生经由电力变换装置的 供给电力的流动。在上述电力供给系统中，上述通常输出要求是，在来自上述移动体的 输出要求中应该向上述第 一驱动装置供给的电力在由上述燃料电池可发电 产生的电力以下的范围的输出要求。此时，上述电力控制部可以控制电力供给，使得当应该向上述第一驱动装置供给的电力在由上述燃料电池的 可发电产生的电力以下时，向上述第一驱动装置的电力供给仅由上述燃料 电池进行，且向上述第二驱动装置的电力供给仅由上述蓄电装置进行；当 应该向上述第一驱动装置供给的电力超出由上述燃料电池的可发电产生的 电力时，向上述第一驱动装置的电力供给由上述燃料电池、并也由上述蓄 电装置经由上述电力变换装置进行。即，上述电力供给系统中，来自移动体的输出要求是否为通常输出要 求的判断基于应该向第一驱动装置供给的电力在由燃料电池可发电产生的 电力以下还是超出它的基准进行。根据此基准，电力控制部对电力供给进 行控制，由此能尽可能地避免电力供给的效率降低。此外，上述的电力供给系统中，上述电力控制部可以进行控制，使得 当应该向上述第一驱动装置供给的电力超出由上述燃料电池的可发电产生 的电力时，使从应该向该第一驱动装置供给的电力减去该燃料电池最大限 可发电产生的电力所得的不足部分电力从上述蓄电装置向该第一驱动装置 供给。这样，在经由电力变换装置而从蓄电装置供给电力时，由于其供给量尽可能地减少，所以能尽可能地避免电力供给的效率降低。此处，上述的电力供给系统中，上述蓄电装置将由上述燃料电池发电 产生的发电电力、以及由上述第一驱动装置与上述第二驱动装置之中至少 任一个再生所产生的再生电力之中的至少任一种电力进行蓄积，并供给该 蓄积的电力，上述电力控制部可以才艮据上述蓄电装置的蓄电状态决定向该 蓄电装置供给的电力或从该蓄电装置供给的电力，并在应该向上述第 一驱 动装置供给的电力的基础上还考虑该决定的电力来控制由上述燃料电池发 电产生的电力的供给。该蓄电装置蓄积由燃料电池发电产生的电力，特别是超出应该向第一 驱动装置供给的量而发电产生的剩余电力、或各驱动装置减速时产生的再 生电力，以备其后的电力供给时，由此可抑制移动体的驱动所必要的能量。 此时，从蓄电装置的电力供给能力的维持、装置劣化的防止等观点看，优 选蓄电装置的蓄电量属于预定的适当的范围(以下，称为"预定蓄电范围")。 因此，本发明的电力控制部，除上述的应该向第一驱动装置供给的电量以 外，还考虑用于将蓄电装置的蓄电量维持在预定范围内所必要的电力(即， 向蓄电装置供给的电力或从蓄电装置放电的电力)，控制燃料电池应发电产 生的供给电力。由此，既能使第一驱动装置的驱动力和蓄电装置的蓄电量 处于适当状态，又能尽可能地避免电力供给的效率降低。此外，由上述的由电力供给系统进行电力供给的移动体是车辆；上述 第一驱动装置驱动上述车辆中的主驱动轮，上述第二驱动装置驱动上述车 辆中的上述主驱动轮以外的驱动轮。主驱动轮是主要负责车辆移动的驱动 轮，即所谓FF车的前轮，FR车的后轮。通过这样地第一驱动装置负责驱 动主驱动轮，能适当地的控制车辆的移动。此外，在移动体是车辆以外的 移动体的情况下，第一驱动装置也优选进行主要负责该移动体的移动的机 械要素的驱动。


图l是表示搭栽有本发明的电力供给系统(燃料电池系统)的车辆的概略构成的示意图。图2A是表示图1所示的电力供给系统中与控制对车辆的驱动装置进 行电力供给相关的第一流程图的前段的示意图。图2B是表示图1所示的电力供给系统中与控制对车辆的驱动装置进 行电力供给相关的第一流程图的后段的示意图。图3A是表示图1所示的电力供给系统中与控制对车辆的驱动装置进 行电力供给相关的第二流程图的前段的示意图。图3B是表示图1所示的电力供给系统中与控制对车辆的驱动装置进 行电力供给相关的第二流程图的后段的示意图。图4是表示设置于本发明的电力供给系统中的蓄电池的蓄电状态 (SOC)和将应该对该蓄电池进行充放电的程度进行数值化后所得的充放 电负荷Pbt3的相关关系的示意图。
具体实施方式
下面，对本发明的电力供给系统的实施方式，参照附图进行详细说明。 本实施方式的电力供给系统是对本发明中作为移动体的汽车(车辆)100 的驱动装置即驱动电动机供给电力的、由燃料电池300以及蓄电池400构 成的燃料电池系统。[实施例II图1是概略表示作为本发明的第一实施方式的车辆100的构成的说明 图。该车辆100具备燃料电池300，其利用氢和氧的电化学反应进行发 电；作为可充放电的蓄电装置的蓄电池400;和作为电力变换装置的DC-DC 转换器200。燃料电池300和蓄电池400经由DC-DC转换器200相互连接。 DC-DC转换器200是将从燃料电池300或蓄电池400输入的电压变换为目 标电压并输出的双向DC-DC转换器。作为燃料电池300，例如可利用固体 高分子型燃料电池构成，作为蓄电池400，例如可利用铅蓄电池、镍-氢蓄 电池。燃料电池300和DC-DC转换器200之间的电源配线上经由变换器(逆变器)310连接有作为车辆100的驱动装置的第一电动机320。同样，蓄电 池400和DC-DC转换器200之间的电源配线上经由变换器(逆变器)410 连接有作为车辆100的驱动装置的第二电动机420。第一电动机320以及 第二电动机420都是具有再生功能的三相同步电动机。第一电动机320的 输出轴经由差动齿轮330与后轮驱动轴340连接，通过第 一电动机320的 输出轴的旋转来驱动后轮驱动轴340以及与其连接的后轮370。另一方面， 第二电动机420的输出轴经由差动齿轮430与前轮驱动轴440连接，通过 第二电动机420的输出轴的旋转来驱动前轮驱动轴440以及与其连接的前 轮470。变换器310、 410将从燃料电池300、蓄电池400输出的直流电力 变换为三相交流电力，向第一电动机320以及第二电动机420供给。燃料电池300和DC-DC转换器200之间的电源配线上还连接有包括 例如重整器、空气压缩机的燃料电池辅机类350。燃料电池辅机类350是 用于将燃料电池300发电所需要的含氢的燃料气体和含氧的空气向燃料电 池300供给的装置，从连接的电源配线取得其运行电力。另夕卜，蓄电池400 和DC-DC转换器200之间的电源配线上还连接有包括例如照明设备、音 声设备的车辆辅机类450，从该连接配线取得各设备的运行电力。车辆100还具备ECU500。 ECU500具有CPU510、 ROM520、 RAM530 和输入输出端口 540。在ECU500上电连接有在车辆100的各部分配置的 传感器，它们检测出的各检测信号经由输入输出端口 540输入。ECU500 基于这些检测信号控制从燃料电池300和蓄电池400向各电动机的电力供 给。此外，作为在车辆100的各部分配置的与ECU500电连接的传感器， 有例如如下传感器检测基于加速踏板610的踩下的加速踏板的开度的加 速踏板开度传感器612、检测方向盘630的操舵角的操舵角传感器632、检 测后轮驱动轴340以及前轮驱动轴440的转速的驱动轴传感器640、检测 车速的速度传感器650、检测车辆的转矩的转矩传感器660、检测燃料电池 300的运行状态的未图示的温度传感器及电压计、和检测蓄电池400的蓄 电状态的未图示的充电容量传感器及电压计。此外，ECU500对从燃料电池300和蓄电池400向各电动才几的电力供给的控制，例如通过由CPU510 将ROM520中存储的动作控制程序在RAM530上读出执行而进行。在这样构成的车辆100中，对作为驱动装置的第一电动机320和第二 电动机420的电力供给由燃料电池300和蓄电池400进行。由于燃料电池 300和蓄电池400经由DC-DC转换器200连接，所以能够从燃料电池300 和蓄电池400分别向电动机320、 420供给电力。但是，要从燃料电池300 向第二电动机420或者从蓄电池400向第一电动机320供给电力时，由于 经由DC-DC转换器200进行电力供给，所以在DC-DC转换器200中产生 电力损失，电力的供给效率降低。因此，根据图2A和图2B，对向图l所 示的车辆100的第一电动机320和第二电动机420供给电力时可尽可能避 免供给效率降低的电力供给控制进行说明。由于纸面的关系，图2A和图 2B分两图表示一个电力供给控制的流程。首先，在SIOI中，根据来自加速踏板开度传感器612的检测信号，检 测车辆100的移动状态(包括停止状态)下的加速踏板的开度。该加速踏 板开度是驾驶车辆100的用户对该车辆IOO要求的行驶性能(速度等)的 关联参数。S101的处理结束后，进入S102。在S102中，检测当前时刻的 第一电动机320和第二电动机420的转速(旋转速度)。该各电动机的转速 基于来自各电动机具备的旋转编码器的输出、来自驱动轴传感器640以及 速度传感器650的检测信号而被检测或者被计算。此外，作为上述SlOl， S102以外的处理，进行由操舵角传感器632 对方向盘630的操舵角的检测、由转矩传感器660对车辆100的转矩的检 测。这些动作为了掌握当前时刻的车辆100的移动状态而进行。以上处理 结束后，进行S103以及S104的处理。基于通过上述S101、S102以及此外的处理检测出的车辆100的移动状 态，在S103中，为了实现从用户对车辆IOO要求的行驶性能，计算在当 前时刻第一电动机320以及第二电动机420应发挥的输出、即对第一电动 机320要求的输出Pml，在S104中计算对第二电动机420要求的输出Pm2。 此外，本实施例的车辆100是前轮由第二电动机420驱动，后轮由第一电动机320驱动，从而最大能够进行四轮驱动的车辆。此外，第一电动机320 和第二电动机420的最大瞬间输出虽然是相同程度,但关于定额连续输出， 第一电动机320较高，可长时间进行高输出驱动。因而，车辆100中后轮 作为主驱动轮，燃料电池300以使得能够对于驱动该主驱动轮的第一电动 机320不经由DC-DC转换器200而供给电力的方式配置。此处，第一电动机320以及第二电动机420的要求输出Pml、 Pm2的 计算，除检测出的加速踏板开度以及各电动机的转速以外，还考虑方向盘 630的操舵角、车辆100的转矩等表示车辆100的移动状态的参数，并基 于用户要求的行驶性能、车辆100的行驶稳定性等进行计算。例如，用户 有提高车速的要求时，通过加大各电动机的输出使车辆100的速度加快。 另外，在方向盘630的操航角大于预定角的情况下，由于车辆100的4亍驶 稳定性可能变低，所以确定各电动机的要求输出，使得避免车辆IOO的后 轮和前轮的驱动力失衡。另外，在各电动机的要求输出的计算中，考虑如 上所述的第一电动机320是驱动主驱动轮的电动机。S104的处理结束后进 入S105。在S105中，计算当前时刻燃料电池300的能输出的最大输出Pfc。该 最大可能输出Pfc，在假定对燃料电池300供给最大量的氢，考虑了当前 时刻的影响输出的参数，例如考虑燃料电池300的电池温度等的基础上决 定。S105的处理结束后进入S106。在S106中，判断S105中算出的燃料电池300的最大可能输出Pfc是 否大于等于第一电动机320的要求输出Pml与作为燃料电池辅机类350 的驱动所需要的FC辅机损afc之和。如图1所示，该输出和是以DC-DC 转换器200为基准电配置在燃料电池300侧的装置等(换言之，未电配置 在蓄电池400侧的装置等)的驱动所需要的输出和。因而，S106的判断， 可以说是判断是否能够对于第一电动机320以及燃料电池辅机类350，不 经由DC-DC转换器200而从燃料电池300供给电力。S106判断为肯定时 进入S107，判断为否定则进入S108。S106判断为肯定时，意味着能够不经由DC-DC转换器200而从燃料电池300向第一电动机320以及燃料电池辅机类350 (以下简称"第一电 动机等，，)供给电力，所以在S107中，燃料电池300的最大可能输出Pfc 的一部分向第一电动机320等供给。此时，由于该供给电力不经由DC-DC 转换器200而向第一电动机320等供给，所以DC-DC转换器200中不产 生电力损失。另外，在判断为肯定的情况下，根据S107的处理，从蓄电 池400向第一电动机320等的电力供给，结果被禁止。由此，不进行经由 DC-DC转换器200的电力供给。其次，S106判断为否定，意味着不能不经由DC-DC转换器200而从 燃料电池300向第一电动机320以及燃料电池辅机类350供给电力，因此 在S108以后(S108 ~ Slll)的处理中考虑从蓄电池400向第一电动机320 等进行的电力供给。在S108中，算出当前时刻的蓄电池400的最大可能 输出Pbtl。最大可输出Pbtl，在假定为蓄电池400将当前时刻保有的蓄电 量全部放电，考虑了当前时刻的影响输出的参数，例如蓄电池400的温度 等的基础上算出。S108的处理结束后进入S109。在S109中，判断上述最大可能输出Pfc与S108中算出的蓄电池400 的最大可能输出Pbtl是否大于等于上述要求输出Pml和FC辅机损afc 之和。换言之，S109的判断是判断对于第一电动机320等通过不经由 DC-DC转换器200而从燃料电池300供给电力、并经由DC-DC转换器200 而从蓄电池400供给电力，是否能够满足第一电动机320等的输出要求。 S109判断为肯定时进入SllO，判断为否定则进入Slll。S109判断为肯定意味着可满足第一电动机320等的输出要求，在S110 中，将燃料电池300在当前时刻的最大可能输出Pfc量的全部输出供给至 第一电动机320等，并且其不足部分的输出从蓄电池400的蓄电电力供应。 因而，能够尽可能地减少经由DC-DC转换器200供给的电力，所以能尽 可能避免DC-DC转换器200中的电力损失。另一方面，S109判断为否定意味着可满足第一电动机320等的输出要 求，在S111中，燃料电池300和蓄电池400的各自最大可能输出全部供给 到第一电动机320等。此时，为了使由燃料电池300进行的发电得到最大限发挥，优选来自燃料电池300等的电力优先供给到燃料电池辅机类350， 剩余电力供给到第一电动机320。此时，使第一电动机320能够发挥的输 出可能不充分。S107、 SllO、 Slll的任何一个处理结束后，进入S112。在S112中， 计算当前时刻的蓄电池400的可使用输出Pbt2。该可使用输出Pbt2，在假 定经过S107、 SllO、 Slll处理后使蓄电池400保有的蓄电量全部放电，考 虑到该时刻的影响输出的参数，例如蓄电池400的温度等而算出。例如， 在S107的处理后的S112中，由于S107中从蓄电池400没有放电，所以 本控制开始的时刻蓄电池400中蓄积的电力成为该可使用输出Pbt2的计算 对象。另夕卜，在S110或者Slll处理后的S112中，由于S110中从蓄电池 400进行过访文电，所以该放电后蓄电池400中蓄积的电力成为该可使用输 出Pbt2的计算对象，或者S111中，全部的电力从蓄电池400放电，所以 可使用输出Pbt2为零。S112的处理结束后，进入S113。在S113中，判断S112中算出的蓄电池400的可使用输出Pbt2，是否 大于等于第二电动机420的要求输出Pm2和车辆辅机类450的驱动需要的 车辆辅机损abt的和。如图1所示，该输出和是以DC-DC转换器200为 基准电配置在蓄电池400侧的装置等(换言之，未电配置在燃料电池300 侧的装置等)的驱动所需要的输出和。因而，S113中的判断可以说是判断 对于第二电动机420以及车辆辅机类450，是否能不经由DC-DC转换器 200而从蓄电池400供给电力。S113判断为肯定时进入S114,判断为否定 时则进入S115。S113判断为肯定意味着能够不经由DC-DC转换器200而从蓄电池400 向第二电动机420以及车辆辅机类450 (以下简称为"第二电动机等")供 给电力，所以在S114中，蓄电池400的可使用输出Pbt2的一部分向第二 电动机420等供给。此时，由于该供给电力不经由DC-DC转换器200向 第二电动机420等供给，所以不产生DC-DC转换器200中的电力损失。 另外，在该判断为肯定的情况下，根据S114的处理，从燃料电池300向第 二电动机420等的电力供给结果被禁止。因此，不进行经由DC-DC转换器200的电力供给。再次，S113判断为否定意味着不经由DC-DC转换器200不能从蓄电 池400向第二电动机420以及车辆辅机类450供给足够的电力。此时，在 S115中，蓄电池400具有的可使用输出Pbt2全部向第二电动机420等供 给。此时，为使第二电动机420的输出得到最大限发挥，优选来自蓄电池 400等的电力优先供给到第二电动机200,剩余电力供给到车辆辅机类450 。 此时，车辆辅机类450可能不能充分被驱动。S114或者S115的处理结束 后，本控制结束。根据本控制，当第一电动机320等和第二电动机420等分别由来自燃 料电池300和蓄电池400的电力而充分^皮驱动时，经由DC-DC转换器200 的电力供给被禁止。另一方面，对于驱动作为车辆10的主驱动轮的后轮的 第一电动机320，仅限于驱动该第一电动机320所需要的输出不能由燃料 电池300供应的情况下，允许从蓄电池400经由DC-DC转换器200向第 一电动机320的电力供给。由此，通过将经由DC-DC转换器200的电力 供给的执行限定在预定条件下，能避免DC-DC转换器200中的电力损失， 从而能尽可能避免向各电动机等的电力供给效率降低。[实施例2]基于图3A、 3B以及图4，对于在向图1所示的车辆100的第一电动 机320和第二电动机420供给电力时能够尽可能避免其供给效率的降低的 电力供给控制以外的其他实施例进行说明。图3A、 3B是与图2A、 2B同 样表示电力供给控制的流程图。由于纸面的关系，分两图表示一个电力供 给控制的流程。图4是表示蓄电池400中的蓄电状态(SOC)和将对该蓄意图。" ^ 口' ^ '…对于图3A、 3B所示的电力供给控制中与图2A、 2B所示的电力供给 控制相同的处理，赋予相同的参照序号，省略该处理的详细说明。在本实 施例的电力供给控制中，在S105的处理以后进行S201的处理。在S201 中，蓄电池400的蓄电状态通过SOC检测。设定蓄电池400的完全充电状态的输出电压为SOC100%，蓄电量为零时输出电压为soco%,当前时刻的蓄电池400的输出由该SOC算出。S201的处理结束后，进入S202。 在S202中，基于在S201算出的蓄电池400的SOC，算出蓄电池400 的充放电负荷Pbt3。具体来说，图4所示的表示SOC和充放电负荷Pbt3 的相关关系的图(map)储存在ECU500内，通过访问该图而进行S202 的处理。如图4所示，SOC和充放电负荷Pbt3的相关关系，在SOC为 45%~55%范围(以下称为"适当SOC范围，，)时充放电负荷Pbt3为零。 此时，对蓄电池400来说，从蓄电池400的输出特性的维持、蓄电池400 的劣化防止等的观点来看，SOC在此范围时蓄电池400的充电状态为最优 选的状态，所以意味着不必要对蓄电池400充电或者从蓄电池400放电。 另一方面，当SOC在45。/o以下时，意味着蓄电池400的蓄电量少，充放 电负荷Pbt3为正值，需要对蓄电池400充电，此后随着充放电负荷Pbt3 的值变大，必要的充电量增加。另外，当SOC在55%在以上时，意味着 蓄电池400的蓄电量多，充放电负荷Pbt3为负值，需要从蓄电池400放电， 而且随着充放电负荷Pbt3值变小，必要的放电量增加。S202的处理结束 后进入S203。在S203中，判断S105中算出的燃料电池300的最大可能输出Pfc是 否大于等于第一电动机320的要求输出Pml、燃料电池辅机类350的驱动 所需要的FC辅机损afc、和在S202算出的充放电负荷Pbt3的和。如实施 方式1所述，该输出和是以DC-DC转换器200为基准电配置在燃料电池 300侧的装置等的驱动所需要的输出与将蓄电池400的SOC维持在适当 SOC范围所需要的输出的和。因而，S203中的判断可以说是判断是否能 够对于第一电动机320以及燃料电池辅机类350,不经由DC-DC转换器 200而从燃料电池300供给电力，并由燃料电池300的发电而将蓄电池400 维持在适当的充电状态。在S203判断为肯定时进入S204，判断为否定则 进入S205。S203判断为肯定意味着能够不经由DC-DC转换器200而从燃料电池 300向第一电动机320以及燃料电池辅机类350供给电力，并能够使燃料电池400的充电状态处于适当状态。因此，在S204中将由燃料电池300 发电产生的电力供给至第 一 电动机320等，并且使蓄电池400进行充放电。 即，充放电负荷Pbt3为正值时，从燃料电池300向蓄电池400进行电力供 给，相反，充放电负荷Pbt3为负值时，从蓄电池400进行放电，其放电的 电力供给至第一电动机320。其结果，既能不经由DC-DC转换器200对第 一电动机320进行电力供给，又能将蓄电池400的充电状态维持在适当状 态。另外，S203判断为否定意味着不能同时达成既不经由DC-DC转换器 200而从燃料电池300向第一电动机320以及燃料电池辅机类350供给电 力又使燃料电池400的充电状态处于适当状态。因此，在S205中，由燃 料电池300发电产生的电力优先供给至第一电动机320,充放电负荷Pbt3 为正值时将其剩余电力供给蓄电池400。此外，充放电负荷Pbt3为负值时， 从蓄电池400放出的电力亦可供给至第一电动机320等。S204或者S205的处理结束后，进入S112。在S112中，如上所述，算 出蓄电池400的可4吏用输出Pbt2， S204的处理后进行的S112中，由于蓄 电池400的SOC必定属于适当SOC范围，所以能够由蓄电池400进行稳 定的电力供给。根据本控制，与实施例l相同，通过将经由DC-DC转换器200的电 力供给的执行限定在预定条件下，所以能避免DC-DC转换器200中的电 力损失，从而能尽可能避免向各电动机等的电力供给的效率降低，而且能 将蓄电池400的充电状态尽可能地维持在适当状态。产业上的可利用性由以上所述，根据本发明的电力供给系统，在多个电力供给装置经由 DC-DC转换器等电力变换装置连接而形成的电力供给系统中，在向移动体 的驱动装置供给电力时，能够尽可能地避免其供给效率的降低。
权利要求
1.一种电力供给系统，搭载在移动体上，向作为该移动体的驱动源发挥作用的第一驱动装置和第二驱动装置供给电力，具备电力变换装置，其进行来自电力供给装置的供给电力的输出特性的变换；作为电力供给装置的燃料电池，其能够将利用包含氧的氧化气体和包含氢的燃料气体的电化学反应进行发电产生的电力不经由所述电力变换装置而向所述第一驱动装置供给；作为电力供给装置的蓄电装置，其经由所述电力变换装置与所述燃料电池连接，并且能够进行电力的蓄积、能够将该蓄积的电力不经由所述电力变换装置而向所述第二驱动装置供给；和电力控制部，其根据来自所述移动体的输出要求，控制从所述燃料电池和所述蓄电装置向所述第一驱动装置和所述第二驱动装置供给的电力，所述电力控制部，在来自所述移动体的输出要求为通常输出要求时，控制电力供给，使得向所述第一驱动装置和所述第二驱动装置的电力供给分别由所述燃料电池和所述蓄电装置进行；在来自所述移动体的输出要求中应该向所述第一驱动装置供给的电力超过由所述燃料电池能够发电产生的电力时，允许从所述蓄电装置经由所述电力变换装置向所述第一驱动装置的电力供给。
2. 根据权利要求l所述的电力供给系统，其中，所述通常输出要求是在来自所述移动体的输出要求中应该向所述第 一驱动装置供给的电力成为由所述燃料电池能够发电产生的电力以下的范 围的输出要求，所述电力控制部控制电力供给，使得当应该向所述第一驱动装置供给的电力在由所述燃料电池能够发电产 生的电力以下时，向所述第一驱动装置的电力供给仅由所述燃料电池进行， 且向所述第二驱动装置的电力供给仅由所述蓄电装置进行；当应该向所述第一驱动装置供给的电力超过由所述燃料电池能够发电 产生的电力时，向所述第一驱动装置的电力供给由所述燃料电池、并且也 由所述蓄电装置经由所述电力变换装置进^f亍。
3. 根据权利要求1或2所述的电力供给系统，其中，所述电力控制部进行控制，使得当应该向所述第 一驱动装置供给的电 力超过由所述燃料电池能够发电产生的电力时，使从应该向该第一驱动装 置供给的电力减去由该燃料电池最大限地能够发电产生的电力所得的不足 部分电力从所述蓄电装置向该第一驱动装置供给。
4. 根据权利要求1~3中任一项所述的电力供给系统，其中 所述蓄电装置，将由所述燃料电池发电产生的发电电力、以及由所述第一驱动装置与所述第二驱动装置中的至少任一个的再生所产生的再生电 力中的至少任一种电力进行蓄积，并且供给该蓄积的电力，所述电力控制部，才艮据所述蓄电装置的蓄电状态决定向该蓄电装置供 给的电力或从该蓄电装置供给的电力，并且在应该向所述第 一驱动装置供电力的供给。
5. 根据权利要求1~4中任一项所述的电力供给系统，其中， 所述移动体为车辆，所述第 一驱动装置驱动所述车辆中的主驱动轮，所述第二驱动装置驱动所述车辆中的所述主驱动轮以外的驱动轮。
全文摘要
本发明的电力供给系统向作为移动体的驱动源发挥作用的第一驱动装置和第二驱动装置供给电力，燃料电池和蓄电装置经由电力变换装置连接，分别可不经由电力变换装置而从燃料电池向第一驱动装置供给电力，且可不经由电力变换装置而从蓄电装置向第二驱动装置供给电力，在来自移动体的输出要求为通常输出要求时，分别由燃料电池以及蓄电装置向各驱动装置供电，仅在移动体的输出要求中应该向第一驱动装置供给的电力超过由燃料电池可发电产生的电力时，允许经由电力变换装置而从蓄电装置向第一驱动装置的电力供给。由此，在经由电力变换装置连接有多个电力供给装置而形成的电力供给系统中，当向移动体的驱动装置供给电力时，能够尽可能地避免其供给效率降低。
文档编号H02J7/34GK101610931SQ200880004890
公开日2009年12月23日 申请日期2008年2月13日 优先权日2007年2月14日
发明者北村伸之, 滨田研一 申请人:丰田自动车株式会社