專利名稱：燃料電池車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防止通過氧化劑氣體以及燃料氣體的兩個反應(yīng)氣體的電化學(xué)反應(yīng)而發(fā)電的燃料電池的劣化、并高效率的回收驅(qū)動電動機(jī)的再生功率，提高了所述燃料電池的發(fā)電效率的燃料電池車輛。
背景技術(shù)：
燃料電池例如具備用陰極電極和陽極電極夾持在全氟磺酸的薄膜中浸潰有水的固體高分子電解質(zhì)膜而形成的電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體(MEA)。陰極電極以及陽極電極具有由碳紙等構(gòu)成的氣體擴(kuò)散層、和在表面載有白金合金等的觸媒(下面也稱作Pt觸媒)粒子而形成的碳粒子被均勻地涂敷在所述氣體擴(kuò)散層的表面而形成的電極觸媒層。電極觸媒層在固體高分子電解質(zhì)膜的兩面形成。作為用于抑制燃料電池的劣化的技術(shù)，提出了特開2007-005038號公報(下面稱作JP2007-005038A)。在該JP2007-005038A中提出的技術(shù)中，避免使所述Pt觸媒產(chǎn)生燒結(jié)現(xiàn)象(Pt觸媒的凝聚)的氧化還原電位來使燃料電池發(fā)電。但是，在燃料電池車輛中，在車輛的減速時等產(chǎn)生再生功率，為了提高系統(tǒng)效率，優(yōu)選將該再生功率充電到蓄電池中。在JP2007-005038A中進(jìn)行了如下公開即使加速器開度提高，直到蓄電池的SOC值低于第I充電閾值(SOC值的下限目標(biāo)值)為止，也都將燃料電池單元的輸出電壓限制在O. 7V程度來從蓄電池提供功率，若探測到SOC值低于第I充電閾值，則通過提高燃料電池的發(fā)電功率來使所述輸出電壓從O. 7V程度起下降，來對蓄電池進(jìn)行充電，即使加速器開度下降，之后直到SOC值超過第2充電閾值(S0C值上限目標(biāo)值)為止，也都持續(xù)提高了燃料電池的發(fā)電功率的狀態(tài)，對蓄電池進(jìn)行充電。如此，通過將燃料電池的輸出電壓限制在氧化還原電位以下，能抑制燃料電池的劣化，但由于即使加速器開度下降，換言之在能進(jìn)行再生功率的回收時，也持續(xù)提高了燃料電池的發(fā)電功率的狀態(tài)，會產(chǎn)生系統(tǒng)的效率惡化的問題。在特開2006-073506號公報(下面稱作JP2006-073506A)中公開了如下燃料電池車輛根據(jù)燃料電池的功率、和通過DC/DC轉(zhuǎn)換器將蓄電裝置的電壓升壓到所述燃料電池的電壓為止的功率來驅(qū)動車輛驅(qū)動用電動機(jī)。在JP2006-073506A所公開的燃料電池車輛中，在再生功率的回收時，開閉所述燃料電池和所述車輛用驅(qū)動電動機(jī)的電連接的連接器被斷開，并將所述DC/DC轉(zhuǎn)換器控制為直接連接狀態(tài)(未經(jīng)轉(zhuǎn)換的狀態(tài))，所述再生功率介由直接連接狀態(tài)的DC/DC轉(zhuǎn)換器而充電(回收)到所述蓄電裝置中。由此，再生時，能使DC/DC轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換損失大致為零地進(jìn)行高效率的再生功率的回收。但是，在所述燃料電池的發(fā)電中，斷開所述連接器，從該連接器的耐久性的觀點(diǎn)、以及斷開時產(chǎn)生噪聲的觀點(diǎn)出發(fā)，并不優(yōu)選。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮到這樣的課題而提出，目的在于提供一種燃料電池車輛，在燃料電池的發(fā)電時，能不用斷開連接器來高效率地回收再生功率。本發(fā)明所涉及的燃料電池車輛，具備燃料電池，其被提供含氧的第I氣體和含氫的第2氣體，通過觸媒促進(jìn)反應(yīng)來發(fā)電；氣體提供部，其對所述燃料電池提供所述第I氣體以及所述第2氣體的至少一者；電壓調(diào)整部，其調(diào)整所述燃料電池的輸出電壓；驅(qū)動電動機(jī)，其作為由所述燃料電池的輸出功率所驅(qū)動的負(fù)載；和蓄電裝置，其積蓄來自所述驅(qū)動電動機(jī)的再生發(fā)電所產(chǎn)生的功率，所述燃料電池車輛的特征在于，所述燃料電池車輛具有控制部，其控制所述燃料電池、所述氣體提供部、所述電壓調(diào)整部、所述驅(qū)動電動機(jī)、以及所述蓄電裝置，所述控制部在所述驅(qū)動電動機(jī)的再生發(fā)電時，一邊將所述電壓調(diào)整部控制為直接連接狀態(tài)，并通過所述氣體提供部使氧濃度或氫濃度降低來降低所述燃料電池的輸出功率，一邊對所述蓄電裝置進(jìn)行蓄電。根據(jù)本發(fā)明，由于在所述驅(qū)動電動機(jī)的再生發(fā)電時，一邊將所述電壓調(diào)整部控制為直接連接狀態(tài)，并通過所述氣體提供部使氧濃度或氫濃度降低來降低所述燃料電池的輸出功率，一邊對所述蓄電裝置進(jìn)行蓄電，因此能如特開2006-073506號公報那樣，在燃料電池的發(fā)電時不用開放連接器，能高效率地回收再生功率。這種情況下，所述控制部在使所述燃料電池的輸出功率降低時，通過使其降低至所述燃料電池的高效率發(fā)電區(qū)域，能更有效率地回收再生功率。另外，所述控制部在所述驅(qū)動電動機(jī)的再生發(fā)電時，在所述蓄電裝置的電壓為所述燃料電池的氧化還原進(jìn)行電壓范圍的下限電壓以下的值時，一邊將所述電壓調(diào)整部控制為所述直接連接狀態(tài)，并通過所述氣體提供部降低所述氧濃度或氫濃度來降低所述燃料電池的輸出功率，一邊對所述蓄電裝置進(jìn)行蓄電，由此能防止所述燃料電池的劣化，并高效率地回收所述再生功率。另外，所述控制部在所述驅(qū)動電動機(jī)的再生發(fā)電時，在將所述電壓調(diào)整部控制為所述直接連接狀態(tài)時，判定所述驅(qū)動電動機(jī)的再生轉(zhuǎn)矩是否為超過了閾值轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩，在判定為不是超過了所述閾值轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩的情況下，一邊將所述電壓調(diào)整部控制為所述直接連接狀態(tài)，并通過所述氣體提供部降低所述氧濃度或氫濃度來降低所述燃料電池的輸出功率，一邊對所述蓄電裝置進(jìn)行蓄電，由此，即使在再生轉(zhuǎn)矩比較小的情況下，也能高效率且確實地將再生功率回收到所述蓄電裝置。進(jìn)而，所述控制部在判定為所述再生轉(zhuǎn)矩為超過了所述閾值轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩的情況下，不將所述電壓調(diào)整部控制為所述直接連接狀態(tài)，一邊通過所述電壓調(diào)整部將所述燃料電池的電壓控制為所述燃料電池的氧化還原進(jìn)行電壓范圍的上限電壓以上的值，并通過所述氣體提供部降低所述氧濃度或氫濃度來降低所述燃料電池的輸出功率，一邊對所述蓄電裝置進(jìn)行蓄電，由此，在再生轉(zhuǎn)矩比較大的情況下，也能不使所述燃料電池劣化地將再生轉(zhuǎn)矩所涉及的較大的再生功率高效率回收到所述蓄電裝置中。根據(jù)本發(fā)明，在燃料電池的發(fā)電時不用開放所述燃料電池和所述驅(qū)動電動機(jī)之間的連接器就能將蓄電裝置和由燃料電池驅(qū)動的驅(qū)動電動機(jī)的再生發(fā)電時的再生功率高效率地回收到所述蓄電裝置中。根據(jù)與添加的附圖協(xié)同的下面的適當(dāng)?shù)膶嵤┓绞降恼f明，能更明確上述的目的以及其它的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)。


圖1是搭載了本發(fā)明的一個實施方式所涉及的燃料電池系統(tǒng)的燃料電池車輛的概略整體構(gòu)成圖。圖2是所述燃料電池車輛的功率系統(tǒng)的框圖。圖3是所述實施方式中的燃料電池構(gòu)件的概略構(gòu)成圖。圖4是表示所述實施方式中的DC/DC轉(zhuǎn)換器的詳細(xì)的電路圖。圖5是電子控制裝置(ECT)中的基本的控制(主例程)的流程圖。圖6是計算系統(tǒng)負(fù)載的流程圖。圖7是表示當(dāng)前的電動機(jī)轉(zhuǎn)速和電動機(jī)預(yù)想消耗功率的關(guān)系的圖。圖8是表示構(gòu)成燃料電池的燃料電池單元的電位和單元的劣化量的關(guān)系的一例的圖。圖9是表示燃料電池單元的電位的變動速度不同的情況下的氧化進(jìn)行和還原進(jìn)行的樣子的示例的循環(huán)伏安圖。圖10是燃料電池的通常的電流/電壓特性的說明圖。圖11是表示陰極化學(xué)計量比和單元電流的關(guān)系的圖。圖12是供燃料電池的能量管理以及發(fā)電控制所涉及的基本控制模式的說明用的流程圖。圖13是燃料電池中的多個功率提供模式(基本控制模式等)的說明圖。圖14是表示蓄電池的SOC值和充放電系數(shù)的關(guān)系的圖。圖15是表示目標(biāo)FC電流和目標(biāo)氧濃度的關(guān)系的圖。圖16是表示目標(biāo)FC電流和目標(biāo)空氣泵轉(zhuǎn)速以及目標(biāo)水泵轉(zhuǎn)速的關(guān)系的圖。圖17是表示目標(biāo)FC電流和目標(biāo)背壓閥開度的關(guān)系的圖。圖18是電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制的流程圖。圖19是供實施例的動作說明用的流程圖。圖20是實施例所涉及的功率提供模式的說明圖。圖21是表示燃料電池的發(fā)電功率和凈效率(net efficient)的關(guān)系的圖。圖22是基于直接連接狀態(tài)下的再生功率和FC功率的蓄電池的充電電流路徑的說明圖。圖23是供實施例的動作說明用的時序圖。圖24是實施例的變形例中的燃料電池構(gòu)件的概略構(gòu)成圖。圖25是表示循環(huán)閥的閥開度和陰極流路中的氧濃度的關(guān)系的圖。圖26表示燃料電池系統(tǒng)的其它的變形例的概略構(gòu)成的框圖。圖27是表示燃料電池系統(tǒng)的再其它的變形例的概略構(gòu)成的框圖。圖28是表示燃料電池系統(tǒng)的再其它的變形例的概略構(gòu)成的框圖。
具體實施例方式圖1是搭載了本發(fā)明的一個實施方式所涉及的燃料電池系統(tǒng)12(下面稱作“FC系統(tǒng)12”)的燃料電池車輛10 (下面稱作“FC車輛”)的概略整體構(gòu)成圖。圖2是FC車輛10的功率系統(tǒng)的框圖。如圖1以及圖2所示，F(xiàn)C車輛10除了 FC系統(tǒng)12以外，還具有行駛用電動機(jī)14 (驅(qū)動電動機(jī))、逆變器(雙向的直流/交流變換器)16。FC系統(tǒng)12具有燃料電池構(gòu)件18 (下面稱作“FC構(gòu)件18”)、高壓蓄電池20 (下面稱作“蓄電池20”)(蓄電裝置)、DC/DC轉(zhuǎn)換器22(電壓調(diào)整部)、和電子控制裝置24(下面稱作“ECU24”)(控制部)。電動機(jī)14基于FC構(gòu)件18以及蓄電池20所提供的功率來生成驅(qū)動力，該驅(qū)動力通過了變速箱26來使車輪28旋轉(zhuǎn)。另外，電動機(jī)14將進(jìn)行再生而生成的功率(再生功率Preg) [W]通過逆變器16 (也稱作H)U(Power Drive Unit))以及DC/DC轉(zhuǎn)換器22輸出給蓄電池20等(參照圖2)。逆變器16構(gòu)成為三相全橋型，進(jìn)行直流/交流變換，將直流變換成三相的交流并提供給電動機(jī)14，另一方面，伴隨著電動機(jī)14的再生動作的交流/直流變換后的直流通過DC/DC轉(zhuǎn)換器22而提供給蓄電池20等。另外，將電動機(jī)14和逆變器16合起來稱作負(fù)載30 (在與后述的輔助設(shè)備負(fù)載31區(qū)分的情況下也稱作主負(fù)載30)。主負(fù)載30和輔助設(shè)備負(fù)載31合起來稱作負(fù)載33 (也稱作綜合負(fù)載33)。圖3是FC構(gòu)件18的概略構(gòu)成圖。FC構(gòu)件18具備燃料電池堆40下面稱作“FC堆40”或“FC40”)、對FC堆40的陽極給排氫(燃料氣體)的陽極系統(tǒng)54、對FC堆40的陰極給排含氧的空氣(氧化劑氣體)的陰極系統(tǒng)56、用于冷卻FC堆40的使冷卻水(冷媒)循環(huán)的冷卻系統(tǒng)58、和單元電壓監(jiān)視器42。FC堆40例如具有層疊燃料電池單元(下面稱作“FC單元”)的構(gòu)造，其中燃料電池單元通過用陽極電極和陰極電極來從兩側(cè)夾持固體高分子電解質(zhì)膜而形成。陽極系統(tǒng)54具有氫罐44、調(diào)節(jié)器46 (第2氣體提供部)、噴射器48以及凈化閥50。氫罐44是收納作為燃料氣體的氫的構(gòu)成，介由配管44a、調(diào)節(jié)器46、配管46a、噴射器48以及配管48a而與陽極流路52的入口連接。由此，能介由配管44a等將氫罐44中的氫提供給陽極流路52。另外，在配管44a設(shè)有阻斷閥(未圖示)，在FC堆40的發(fā)電時，通過E⑶24來打開該阻斷閥。調(diào)節(jié)器46將所導(dǎo)入的氫的壓力調(diào)整為規(guī)定值后再排出。即，調(diào)節(jié)器46按照介由配管46b而輸入的陰極側(cè)的空氣的壓力(先導(dǎo)壓力)，來控制下游側(cè)的壓力(陽極側(cè)的氫的壓力)。因此，陽極側(cè)的氫的壓力與陰極側(cè)的空氣的壓力聯(lián)動，如后述那樣，若為了改變氧濃度而改變空氣泵60(第I氣體提供部)的轉(zhuǎn)速等，則陽極側(cè)的氫的壓力也改變。噴射器48用噴嘴來噴射來自氫罐44的氫，從而使負(fù)壓產(chǎn)生，能通過該負(fù)壓來吸引配管48b的陽極廢氣。陽極流路52的出口介由配管48b而與噴射器48的吸氣口連接。并且，從陽極流路52排出的陽極廢氣通過配管48b而被再度導(dǎo)入噴射器48，從而陽極廢氣(氫)循環(huán)。另外，陽極廢氣包含在陽極中的電極反應(yīng)中未被消耗掉的氫以及水蒸氣。另外，在配管48b，設(shè)有分離、回收包含在陽極廢氣中的水分{凝聚水(液體)、水蒸氣(氣體)}的氣液分離器(未圖不)。配管48b的一部分介由配管50a、凈化閥50以及配管50b而與后述的設(shè)于配管64c的稀釋器(未圖示)連接。在判定為FC堆40的發(fā)電不穩(wěn)定的情況下，基于來自ECU24的指令來使凈化閥50打開規(guī)定時間。所述稀釋器用陰極廢氣來稀釋來自凈化閥50的陽極廢氣中的氫，并排出到大氣中。陰極系統(tǒng)56具有空氣泵60、加濕器62以及背壓閥64?？諝獗?0是用于將外部氣體(空氣)壓縮后送入陰極側(cè)的構(gòu)成，該吸氣口介由配管60a而與車外(外部、外部氣體)連通?？諝獗?0的噴出口介由配管60b、加濕器62以及配管62a而與陰極流路74的入口連接。空氣泵60按照E⑶24的指令而啟動后，空氣泵60介由配管60a吸入車外的空氣并壓縮，通過配管60b等將該被壓縮的空氣壓送到陰極流路74。加濕器62具備具有水分透過性的多個中空絲膜62e。加濕器62介由中空絲膜62e在朝向陰極流路74的空氣和從陰極流路74排出的濕潤的陰極廢氣之間進(jìn)行水分交換，對朝向陰極流路74的空氣進(jìn)行加濕。在陰極流路74的出口側(cè)配置有配管62b、加濕器62、配管64a、背壓閥64、配管64b以及配管64c。從陰極流路74排出的陰極廢氣(氧化劑廢氣)通過配管62b等，從配管64c排出到車外(大氣中)。背壓閥64例如由蝴蝶閥構(gòu)成，通過E⑶24來控制其開度，由此控制陰極流路74中的空氣的壓力。更具體地，若減小背壓閥64的開度，則陰極流路74中的空氣的壓力上升，每體積流量的氧濃度(體積濃度)提高。反之，若增大背壓閥64的開度，則陰極流路74中的空氣的壓力下降，每體積流量的氧濃度(體積濃度)降低。溫度傳感器72安裝在配管64a，對陰極廢氣的溫度進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果輸出給ECU24。冷卻系統(tǒng)58具有水泵80以及散熱器(radiator) 82。水泵80使冷卻水(冷媒)循環(huán)，其噴出口依次介由配管80a、FC40的冷媒流路84、配管82a、散熱器82、配管82b而與水泵80的吸入口連接。水泵80按照ECU24的指令而啟動后，冷卻水在冷媒流路84和散熱器82之間循環(huán)，從而冷卻FC堆40。單元電壓監(jiān)視器42是對構(gòu)成FC堆40的多個單電池單元的每個單元電壓Vcell進(jìn)行檢測的測定設(shè)備，具備監(jiān)視器主體、連接監(jiān)視器主體和各單電池單元的線束。監(jiān)視器主體以規(guī)定周期對全部單電池單元進(jìn)行掃描，檢測各單電池單元的單元電壓Vcell，算出平均單元電壓以及最低單元電壓。然后，將平均單元電壓以及最低單元電壓輸出給ECU24。如圖2所示，來自FC堆40的功率(下稱作“FC功率Pfc”)除了提供給給逆變器16以及電動機(jī)14 (動力行駛時)，并通過DC/DC轉(zhuǎn)換器22提供給高電壓蓄電池20 (充電時)，還提供給所述空氣泵60、水泵80、空氣調(diào)節(jié)器90、降壓變換器(降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器)92、低電壓蓄電池94、附件96以及E⑶24。另外，在FC堆40和逆變器16以及DC/DC轉(zhuǎn)換器22之間配置有逆流防止二極管98。另外，通過電壓傳感器100 (圖4)來檢測FC堆40的發(fā)電電壓(下面稱作“FC電壓Vfc”)，通過電流傳感器102來檢測FC堆40的發(fā)電電流(下面稱作“FC電流Ifc”)，將它們的檢測結(jié)果都輸出給E⑶24。蓄電池20是包含多個蓄電池單元的蓄電裝置(儲能器)，例如，能利用鋰離子二次電池等。也可以利用電容器。在本實施方式中，利用鋰離子二次電池。通過電壓傳感器120來檢測蓄電池20的輸出電壓(下面稱作“蓄電池電壓Vbat或一次電壓VI”)[V]，通過電流傳感器124檢測蓄電池20的輸出電流(下面稱作“蓄電池電流Ibat或一次電流II”)[A]，并將它們的檢測結(jié)果分別輸出給ECU24。進(jìn)一步地，通過SOC傳感器104 (圖2)檢測蓄電池的剩余容量(下面稱作“S0C”)[% ]，并將檢測結(jié)果輸出給ECU24。DC/DC轉(zhuǎn)換器22使來自FC構(gòu)件18的FC功率Pfc、從蓄電池20提供的功率(下面稱作“蓄電池功率Pbat”)[W]、來自電動機(jī)14的再生功率Preg的提供目的地在E⑶24的控制下進(jìn)行控制。在圖4中，示出了本實施方式的DC/DC轉(zhuǎn)換器22的一例。如圖4所示，DC/DC轉(zhuǎn)換器22—方與蓄電池20的某一次側(cè)IS連接，另一方與負(fù)載33和FC堆40的連接點(diǎn)即二次側(cè)2S連接。DC/DC轉(zhuǎn)換器22基本上是將一次側(cè)IS的電壓(一次電壓Vl = Vbat) [V]升壓到二次側(cè)2S的電壓(二次電壓V2) [V] (VI ( V2)，并將二次電壓V2降壓到一次電壓Vl (VI =Vbat)的升降壓型且為斬波型的電壓變換裝置。如圖4所示，DC/DC轉(zhuǎn)換器22由配置于一次側(cè)IS和二次側(cè)2S之間的相臂UA、和電抗器110構(gòu)成。相臂UA由作為高側(cè)臂的上臂元件(上臂開關(guān)元件112和二極管114)和作為低側(cè)臂的下臂元件(下臂開關(guān)元件116和二極管118)構(gòu)成。在上臂開關(guān)元件112和下臂開關(guān)元件116中，分別例如采用MOSFET或IGBT等。電抗器110被插入在相臂UA的中點(diǎn)(公共連接點(diǎn))和蓄電池20的正極之間，通過DC/DC轉(zhuǎn)換器22來在一次電壓Vl和二次電壓V2之間變換電壓時，具有存儲以及放出能
量的作用。上臂開關(guān)元件112根據(jù)從E⑶24輸出的柵極驅(qū)動信號(驅(qū)動電壓)UH的高電平而接通，下臂開關(guān)元件116根據(jù)柵極的驅(qū)動信號(驅(qū)動電壓)UL的高電平而接通。另外，E⑶24通過與一次側(cè)IS的平滑電容器122并聯(lián)設(shè)置的電壓傳感器120來檢測一次電壓Vl [V]，通過電流傳感器124來檢測一次側(cè)的電流(一次電流II) [A]。另外，E⑶24通過與二次側(cè)平滑電容器128并聯(lián)設(shè)置的電壓傳感器126來檢測二次電壓V2 [V]，通過電流傳感器130來檢測二次側(cè)2S的電流(二次側(cè)電流12) [A]。在DC/DC轉(zhuǎn)換器22的升壓時，在第I定時，柵極驅(qū)動信號UL成為高電平且柵極驅(qū)動信號UH成為低電平，在電抗器110中積蓄來自蓄電池20的能量(從蓄電池的正側(cè)到電抗器110、下臂開關(guān)元件116、以及蓄電池20的負(fù)側(cè)為止的電流路徑)。在第2定時，柵極驅(qū)動信號UL成為低電平且柵極驅(qū)動信號UH成為低電平，積蓄在電抗器110中的能量通過二極管114而被提供到二次側(cè)2S (從蓄電池20的正側(cè)到電抗器110、二極管114、二次側(cè)2S的正側(cè)、負(fù)載33等、二次側(cè)2S的負(fù)側(cè)、蓄電池20的負(fù)側(cè)的電流路徑)。以后，反復(fù)進(jìn)行升壓時的上述的第I定時和第2定時。在DC/DC轉(zhuǎn)換器22的降壓時，在第I定時，柵極驅(qū)動信號UH成為高電平且柵極驅(qū)動信號UL成為低電平，在電抗器110中積蓄來自二次側(cè)2S {FC堆40以及(或者)電動機(jī)24再生中的負(fù)載33}的能量，并將該能量對蓄電池20進(jìn)行充電。在第2定時，柵極驅(qū)動信號UH成為低電平且柵極驅(qū)動信號UL成為低電平，在電抗器110中積蓄的能量被提供給二極管118、蓄電池20，來對蓄電池20進(jìn)行充電。另外，如根據(jù)圖2可知那樣，再生功率Preg也能提供給空氣泵60等的輔助設(shè)備負(fù)載31。后面，反復(fù)進(jìn)行降壓時的上述的第I定時和第2定時。DC/DC轉(zhuǎn)換器22除了作為上述斬波型進(jìn)行動作以外，還能作為直接連接型進(jìn)行動作。在作為直接連接型進(jìn)行動作的情況下，柵極驅(qū)動信號UH在占空比100[% ]下成為高電平，且柵極驅(qū)動信號UL在占空比0[% ]下成為低電平，在蓄電池20進(jìn)行放電時，從一次側(cè)IS通過二極管114向二次側(cè)2S提供電流(例如從蓄電池20向負(fù)載33提供功率)，在對蓄電池20進(jìn)行充電的情況下，從二次側(cè)2S通過上臂開關(guān)元件112向蓄電池20提供電流(例如從電動機(jī)14向蓄電池20提供再生功率Preg)。E⑶24介由通信線140(圖1等)來控制電動機(jī)14、逆變器16、FC構(gòu)件18、輔助設(shè)備負(fù)載31、蓄電池20以及DC/DC轉(zhuǎn)換器22等。在進(jìn)行該控制時，執(zhí)行存儲器(ROM)中所容納的程序，另外，使用單元電壓監(jiān)視器42、流量傳感器68、 溫度傳感器72、電壓傳感器100、120、126、電流傳感器102、124、130、SOC傳感器104等的各種傳感器的檢測值。在此的各種傳感器除了上述的傳感器以外，還包含開度傳感器150、電動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器152以及車速傳感器154 (圖1)。開度傳感器150檢測加速器踏板156的踩下角度即開度(加速器開度)Θ P [度]。電動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器152檢測電動機(jī)14的轉(zhuǎn)速Nm[rpm]。車速傳感器154檢測FC車輛10的車速Vs [km/h、kmph]。進(jìn)而，在E⑶24連接有主開關(guān)158 (下面稱作“主SW158” )。主SW158是切換能否從FC構(gòu)件18以及蓄電池20向電動機(jī)14提供功率的開關(guān)(與引擎車輛的點(diǎn)火開關(guān)對應(yīng)的開關(guān))，能由用戶操作。E⑶24包含個人計算機(jī)，根據(jù)需要，具有計時器、A/D變換器、D/A變換器等的輸入輸出接口。另外，E⑶24不是僅由I個E⑶構(gòu)成，能由電動機(jī)14、FC構(gòu)件18、蓄電池20以及DC/DC轉(zhuǎn)換器22的每一個中的多個E⑶構(gòu)成。E⑶24除了根據(jù)FC堆40的狀態(tài)、蓄電池20的狀態(tài)以及電動機(jī)14的狀態(tài)之外，還根據(jù)基于來自各種開關(guān)以及各種傳感器的輸入(負(fù)載請求)而決定的作為FC車輛10整體而對FC系統(tǒng)12所請求的負(fù)載，來對FC堆40要負(fù)擔(dān)的負(fù)載、蓄電池20要負(fù)擔(dān)的負(fù)載、再生電源(電動機(jī)14)要負(fù)擔(dān)的負(fù)載的分配(分擔(dān))一邊進(jìn)行調(diào)停一邊予以決定，向電動機(jī)14、逆變器16、FC構(gòu)件18、蓄電池20以及DC/DC轉(zhuǎn)換器22送出指令。另外，在圖4所示的FC堆40的正極側(cè)、即二極管98的陽極側(cè)的黑點(diǎn)所示的位置配置有正極側(cè)的連接器CTRl，并在FC堆40的負(fù)極側(cè)的黑點(diǎn)所示的位置配置有負(fù)極側(cè)連接器CTR2。連接器CTR1、CTR2在燃料電池車輛10的啟動時(發(fā)電開始時)，在主SW158接通(閉合)后接通(閉合)，在燃料電池車輛10的停止時(發(fā)電結(jié)束時)，在主SW158斷開(開放)后斷開(開放)。也可以是主SW158兼用作連接器CTR1、CTR2的構(gòu)成。[基本的控制動作的說明]接下來，說明ECU24中的基本控制。以該基本控制為如提來在后面敘述實施例。在圖5中示出E⑶24中的基本控制(主例程)的流程圖。在步驟SI中，E⑶24判定主SW158是否為接通。在主SW158不為接通的情況下(S1:否)，反復(fù)步驟SI。在主SW158為接通的情況下(S1:是)，前進(jìn)到步驟S2。在步驟S2中，E⑶24計算對FC系統(tǒng)12所請求的負(fù)載(稱作系統(tǒng)負(fù)載Psys或系統(tǒng)請求負(fù)載Psys) [W]。在步驟S3中，E⑶24基于計算出的系統(tǒng)負(fù)載Psys來進(jìn)行FC系統(tǒng)12的能量管理。在此所說的能量管理謀求能抑制FC堆40的劣化，并提高FC系統(tǒng)12整體的輸出的效率(系統(tǒng)效率)。
在步驟S4中，E⑶24基于能量管理處理結(jié)果來進(jìn)行FC堆40的周邊設(shè)備即空氣泵60、背壓閥64以及水泵80的控制(FC發(fā)電控制)。進(jìn)而，在步驟S5中，E⑶24進(jìn)行電動機(jī)14的轉(zhuǎn)矩控制。在步驟S6中，E⑶24判定主SW158是否為截止。在主SW158不為截止的情況下(S6 :否)，返回步驟S2。在主SW158為截止的情況下(S6 :是)，結(jié)束本次的處理。在圖6中示出了計算步驟S2的系統(tǒng)負(fù)載Psys的流程圖。在步驟Sll中，E⑶24從開度傳感器150讀取加速器踏板156的開度θ p。在步驟S12中，E⑶24從電動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器152讀取電動機(jī)14的轉(zhuǎn)速Nm[rpm]。 在步驟S13中，E⑶24基于開度θ p和轉(zhuǎn)速Nm來算出電動機(jī)14的預(yù)想消耗功率Pm[W] ο具體地，在圖7所示的當(dāng)前的電動機(jī)轉(zhuǎn)速Nm[rpm]和電動機(jī)預(yù)想消耗功率Pm[W]的映射圖(特性)中，按每個開度Θ P來存儲轉(zhuǎn)速Nm和預(yù)想消耗功率Pm的關(guān)系。例如，在開度ΘΡ為ΘΡ1時，使用特性180。同樣地，在開度ΘΡ為ΘΡ2、ΘΡ3、ΘΡ4、ΘΡ5、ΘΡ6時，分別使用特性182、184、186、188、190。然后，在基于開度θ ρ而特定了表示轉(zhuǎn)速Nm和預(yù)想消耗功率Pm的關(guān)系的特性的基礎(chǔ)上，特定與轉(zhuǎn)速Nm相應(yīng)的預(yù)想消耗功率Pm。另外，在動力行駛側(cè)的加速中，預(yù)想消耗功率Pm成為正的值，在再生側(cè)的減速中，預(yù)想消耗功率Pm成為負(fù)的值，即預(yù)想再生功率。在步驟S14中，E⑶24從各輔助設(shè)備負(fù)載31讀取當(dāng)前的動作狀況。在此的輔助設(shè)備負(fù)載31中，例如如圖2所示，包括包含空氣泵60、水泵80以及空氣調(diào)節(jié)器90在內(nèi)的高電壓系統(tǒng)的輔助設(shè)備；和包括低電壓蓄電池94、附件96以及ECU24在內(nèi)的低電壓系統(tǒng)的輔助設(shè)備。例如，若是空氣泵60以及水泵80，則分別讀取轉(zhuǎn)速Nap、Nwp[rpm]。若是空氣調(diào)節(jié)器90，則讀取其輸出設(shè)定。在步驟S15中，ECU24按照各輔助設(shè)備的當(dāng)前的動作狀況來算出輔助設(shè)備的消耗功率Pa [W]。在步驟S16中，ECU24求取電動機(jī)14的預(yù)想消耗功率Pm和輔助設(shè)備的消耗功率Pa之和(暫定系統(tǒng)負(fù)載Pm+Pa)，算出在FC車輛10整體的預(yù)想消耗功率、即系統(tǒng)負(fù)載Psys (Psys = Pm+Pa,也標(biāo)記為 Psys — Pm+Pa)。如上所述，在本實施方式的能量管理中，謀求抑制FC堆40的劣化，并提高FC系統(tǒng)12整體的輸出的效率。圖8表示構(gòu)成FC堆40的FC單元的電壓(單元電壓Vcell) [V]和單元的劣化量D的關(guān)系的一例。即，圖8中的曲線(特性)142表示單元電壓Vcell和劣化量D的關(guān)系。在圖8中，在低于電位vl (例如O. 5V)的區(qū)域(下面稱作“白金凝聚增加區(qū)域R1”或“凝聚增加區(qū)域R1”)中，關(guān)于包含在FC單元中的白金(氧化鉬)，劇烈地進(jìn)行還原反應(yīng)，白金過度地凝聚。電位vl到電位v2(例如O. 8V)，是穩(wěn)定地進(jìn)行還原反應(yīng)的區(qū)域(下面稱作“白金還原穩(wěn)定區(qū)域R2”、或“還原穩(wěn)定區(qū)域R2”或“觸媒還原穩(wěn)定電壓范圍內(nèi)R2”)。電壓V2到電壓v3(例如O. 9V)是對于白金而言進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的區(qū)域(下面稱作“白金氧化還原進(jìn)行區(qū)域R3”或“氧化還原進(jìn)行區(qū)域R3”)。電壓v3到電壓v4 (例如O. 95V)是對于白金而言穩(wěn)定地進(jìn)行氧化還原的區(qū)域(下面稱作“白金氧化穩(wěn)定區(qū)域R4”或“氧化穩(wěn)定區(qū)域R4”)。電壓v4到OCV (開路電壓)，是包含于FC單元中的碳的氧化進(jìn)行的區(qū)域(下面稱作“碳氧化進(jìn)行區(qū)域R5”)。
如上所述可知，在圖8中，若單元電壓Vcell處于白金還原穩(wěn)定區(qū)域R2或白金氧化穩(wěn)定區(qū)域R4，則FC單元的劣化的進(jìn)行程度較小。另一方面，若單元電壓Vcell處于白金凝聚增加區(qū)域R1、白金氧化還原進(jìn)行區(qū)域R3或碳氧化進(jìn)行區(qū)域R5)，則FC單元的劣化的進(jìn)行程度較大。另外，在圖8中，按照唯一確定曲線(特性)142的方式來標(biāo)記，但實際上曲線(特性)142按照每單位時間中的單元電壓Vcell的變動量(變動速度Acell) [V/sec]而變化。圖9是表示變動速度Acell不同的情況下的氧化進(jìn)行和還原進(jìn)行的樣子的示例的循環(huán)伏安圖。在圖9中，實線的曲線(特性)170表示變動速度Acell較高的情況，虛線的曲線(特性)172表示變動速度Acell較低的情況。如從圖9所知那樣，由于根據(jù)變動速度Acell不同而氧化或還原的進(jìn)行程度不同，因此并不一定能唯一地特定各電壓vl v4。另夕卜，由于FC單元的個體差，各電壓vl v4也會發(fā)生變化。因此，電壓vl v4優(yōu)選設(shè)定為將誤差部分反映到理論值、模擬值或?qū)崪y值中的值。
另外，與一般的燃料電池單元相同，F(xiàn)C單元的電流/電壓特性(IV特性)也如圖10中“通?！彼镜腎V特性(也稱作通常IV特性)162所示那樣，是單元電壓Vcell越降低，單元電流Icell[A]就越增加。此外，F(xiàn)C堆40的發(fā)電電壓(FC電壓Vfc)是將單元電壓Vcell與串聯(lián)連接數(shù)Nfc相乘后得到的值。串聯(lián)連接數(shù)Nfc是在FC堆40內(nèi)串聯(lián)連接的FC單元的數(shù)量，下面也會僅稱作“單元數(shù)”。在圖10的通常IV特性162中，陰極化學(xué)計量比(h氧濃度)是在通常的化學(xué)計量比(通?；瘜W(xué)計量比)以上的氧在豐潤狀態(tài)時得到的特性。換言之，氧濃度為通常的氧濃度以上的氧濃度。另外，用陰極化學(xué)計量比=“提供給陰極電極的空氣流量/通過發(fā)電而消耗的空氣流量”來表示。在本實施方式中，陰極化學(xué)計量比也被僅稱作化學(xué)計量比。例外，氧處于豐潤的狀態(tài)例如如圖11所示，即使陰極化學(xué)計量比(N氧濃度)上升，單元電流(單電池單元輸出的電流)Icell也大致恒定，意味著成為飽和的狀態(tài)的通常的化學(xué)計量比以上的區(qū)域中的氧。關(guān)于氫也相同。即，用陽極化學(xué)計量比(N氫濃度)=(提供給陽極電極的氫流量)/(通過發(fā)電而消耗的氫流量)來表示。接下來，參照圖12的流程圖來說明步驟S3以及步驟S4的能量管理以及FC發(fā)電控制中、基本控制(基本能量管理、發(fā)電控制)。在步驟S21中，E⑶24算出蓄電池20的充放電系數(shù)α，通過將算出的充放電系數(shù)α與在步驟S16算出的系統(tǒng)負(fù)載Psys相乘來算出目標(biāo)功率Pfctgt (Pfctgt — PsysX α )。在此，基于從SOC傳感器104輸入的當(dāng)前的SOC值和圖14的特性(映射圖)來算出充放電系數(shù)α。圖14的特性163例如能使用實測值、模擬值，預(yù)先存儲在ECU24中。另夕卜，在此，例示了蓄電池20的目標(biāo)S0C(目標(biāo)蓄電量)為50[%]的情況，但并不限定于此。在本實施方式中，如圖14所示，在SOC值小于50[% ]的需要充電的區(qū)域中，將充放電系數(shù)α設(shè)定為從“I”增大的傾向，以使FC堆40的發(fā)電過剩，將該過剩功率對蓄電池20進(jìn)行充電。另一方面，在SOC值大于50[% ]的充電狀態(tài)充分的區(qū)域中，將充放電系數(shù)α設(shè)定為從“ I ”減小的傾向，以使得FC堆40的發(fā)電不足，用蓄電池20的放電來供應(yīng)該不足功率。在此，為了下面的說明的理解的方便，設(shè)充放電系數(shù)α為α = I來進(jìn)行說明(Pfctgt = Psys)ο接下來，在步驟S22中，E⑶24判定在步驟S21算出的目標(biāo)發(fā)電功率Pfctgt是否為閾值功率Pthp以上(Pfctgt彡P(guān)thp)。在此，閾值功率Pthp是通過將“判斷為觸媒未劣化的單元電壓(O. 8V、切換電壓、規(guī)定電壓)”、“構(gòu)成FC堆40的單電池單元數(shù)Nfc”、和“FC堆40的通常的IV特性162 (參照圖10)中電壓為O. 8V的情況下的電流值Icell”相乘而得到的下面的式(I)所示的固定值。另外，在圖10中，目標(biāo)功率Pfctgt的軸并非線性，這一點(diǎn)需要留意。Pthp = O. 8[V] XNfcX Icellp (I)在目標(biāo)發(fā)電功率Pfctgt為閾值功率Pthp以上的情況下(步驟S22 :是)，在步驟 S23中，為了得到目標(biāo)FC功率Pfctgt，執(zhí)行電壓可變/電流可變控制(模式A控制)。該模式A控制主要是在目標(biāo)FC功率Pfctgt相對較高時使用的控制，在將目標(biāo)氧濃度Cotgt維持在通常(包含使氧豐潤的狀態(tài))的狀態(tài)下，通過用DC/DC轉(zhuǎn)換器22調(diào)整目標(biāo)FC電壓Vfctgt來控制FC電流Ifc。S卩，如圖13所示，在目標(biāo)FC功率Pfctgt為閾值功率Pthp以上而執(zhí)行的模式A的控制中，使用FC堆40的通常IV特性162 (與圖10所示的相同)。在模式A控制中，按照目標(biāo)FC功率Pfctgt來算出目標(biāo)FC電流Ifctgt,進(jìn)而算出與目標(biāo)FC電流Ifcttgt對應(yīng)的目標(biāo)FC電壓Vfctgt。然后，ECU24控制DC/DC轉(zhuǎn)換器22，以使得FC電壓Vfc成為目標(biāo)FC電壓Vfctgt。即，通過DC/DC轉(zhuǎn)換器22來對一次電壓Vl進(jìn)行升壓以使得二次電壓V2成為目標(biāo)FC電壓Vfctgt，來控制FC電壓Vfc，從而控制FC電流Ifc。根據(jù)以上那樣的模式A控制，即使目標(biāo)FC功率Pfctgt是閾值功率Pthp以上的高負(fù)載，也能通過按照目標(biāo)FC功率Pfctgt，用DC/DC轉(zhuǎn)換器22來使二次電壓V2 (FC電壓Vfc)沿著通常IV特性162變化，而基本通過FC功率Pfc來供應(yīng)系統(tǒng)負(fù)載Psys。另一方面，在步驟S22的判定中，在目標(biāo)FC功率Pfctgt不足閾值功率Pthp的情況下(步驟S22 :否)，在步驟S24中，判定在步驟S21算出的目標(biāo)FC功率Pfctgt是否不足閾值功率Pthq (Pfctgt < Pthq)。在此，由于閾值功率Pthq例如與單元電壓Vcell為Vcell =O. 9 [V]對應(yīng)而決定，因此，將閾值功率Pghq設(shè)定為比閾值功率Pthp低的值(Pthq < Pthp,參照圖13)。在步驟S24的判定為否定的情況下，即，目標(biāo)FC功率Pfctgt不足閾值功率Pthp，且為閾值功率Pthq以上的情況下(步驟S24 :否、Pthq ( Pfctgt < Pthp)，在步驟S25中，執(zhí)行電壓固定/化學(xué)計量比可變/電流可變控制(模式B控制)。另外，模式B的電壓固定/化學(xué)計量比可變/電流可變控制與后述的模式C控制、以及模式E控制相同地執(zhí)行，但由于相對于上述的模式A控制的電壓可變/電流可變控制，在電壓固定/電流可變控制這一點(diǎn)是共通的，因此也稱作CCVC (Constant Voltage Variable Current)控制。在后述的模式D控制中，執(zhí)行電壓可變(但是由于是直接連接控制，因此FC電壓Vfc追隨蓄電池電壓Vbat，但沒有其變動的程度)/化學(xué)計量比可變/電流可變控制。該模式B控制主要是在系統(tǒng)負(fù)載Psys相對中等程度時使用的控制，通過將目標(biāo)單元電壓Vcelltgt (=目標(biāo)FC電壓Vfctgt/單元數(shù)Nfc)固定在比氧化還原進(jìn)行區(qū)域R3低的電壓以下設(shè)定的基準(zhǔn)電壓{在本實施方式中為電壓v2( = O. 8V)}，并通過使目標(biāo)氧濃度Cotgt可變,來使FC電流Ifc可變。
即如圖13所示，在模式B控制中，在閾值功率Pghq Pthp的范圍中，在將單元電壓Vcell保持為恒定(Vcell = v2)的狀態(tài)下，通過降低目標(biāo)氧濃度Cotgt來降低氧濃度Co。如圖11所示，若陰極化學(xué)計量比(N氧濃度Co)降低，則單元電流IcelUFC電流Ifc)也降低。因此，通過在將單元電壓Vcell保持為恒定的狀態(tài)(Vcell = v2 = O. 8V)下，來增減目標(biāo)氧濃度Cotgt,能控制單元電流Icell (FC電流Ifc)以及FC功率Pfc。另外，F(xiàn)C功率Pfc的不足部分，能從蓄電池20支援。這種情況下，ECU24通過調(diào)整DC/DC轉(zhuǎn)換器22的升壓率，將目標(biāo)FC電壓Vfctgt固定于在比氧化還原進(jìn)行區(qū)域R3低的電壓以下所設(shè)定的基準(zhǔn)電壓{在本實施方式中電壓v2 ( = O. 8)}，進(jìn)而算出與目標(biāo)FC功率Pfctgt對應(yīng)的目標(biāo)FC電流Ifctgt。另外，以目標(biāo)FC電壓Vfctgt是基準(zhǔn)電壓為前提，算出與目標(biāo)FC電流Ifctgt對應(yīng)的目標(biāo)氧濃度Cotgt (參照圖11以及圖15)。另外，圖15示出FC電壓Vfc為基準(zhǔn)電壓v2時的目標(biāo)FC電流Ifctgt 和目標(biāo)氧濃度Cotgt的關(guān)系。在此，E⑶24按照目標(biāo)氧濃度Cotgt來算出并發(fā)送給各部的指令值。在此算出的指令值中包含空氣泵60的轉(zhuǎn)速(下面稱作“空氣泵轉(zhuǎn)速Nap”或“轉(zhuǎn)速Nap”)、水泵80的轉(zhuǎn)速(下面稱作“水泵轉(zhuǎn)速Nwp”或“轉(zhuǎn)速Nwp”)、以及背壓閥64的開度(下面稱作“背壓閥開度Θ bp”或“開度0bp”)。S卩，如圖16以及圖17所示，按照目標(biāo)氧濃度Cotgt來設(shè)定目標(biāo)空氣泵轉(zhuǎn)速Naptgt、目標(biāo)水泵轉(zhuǎn)速Nwptgt以及目標(biāo)背壓閥開度Qbptgt。如以上那樣，執(zhí)行步驟S25的模式B控制。接下來，在步驟S26中，EUC24判定FC40進(jìn)行的發(fā)電是否穩(wěn)定。作為該判定，EUC24在從單元電壓監(jiān)視器42輸入的最低單元電壓比從平均單元電壓減去規(guī)定電壓而得到的電壓低的情況下{最低單元電壓< (平均單元電壓-規(guī)定電壓)}，判定為FC堆40的發(fā)電不穩(wěn)定。另外，所述規(guī)定電壓例如能使用實驗值、模擬值等。在發(fā)電為穩(wěn)定的情況下(S26:是)，結(jié)束本次的處理。在發(fā)電不穩(wěn)定的情況下(S26 :否)，在步驟S27中，E⑶24將目標(biāo)氧濃度Cotgt增加一個級別(接近通常的濃度)。具體地，進(jìn)行一個級別的使空氣泵60的轉(zhuǎn)速的增加以及背壓閥64的開度Θ bp的減少的至
少一方。在步驟S28中，E⑶24判定目標(biāo)氧濃度Cotgt是否不足通常的IV特性中的目標(biāo)氧濃度(通常氧濃度Conml)。在目標(biāo)氧濃度Cotgt不足通常氧濃度Conml的情況下(S28 是)，返回步驟S26。在目標(biāo)氧濃度Cotgt并非不足通常氧濃度Comml的情況下(S28 :否)，在步驟S29中，EUC24停止FC構(gòu)件18。即，ECU24停止向FC堆40提供氫以及空氣，停止FC堆40的發(fā)電。然后，E⑶24點(diǎn)亮未圖示的警告燈，向運(yùn)行者通知FC堆40異常。另外，E⑶24從蓄電池20向電動機(jī)14提供功率，使FC車輛10的行駛繼續(xù)。在上述的步驟S24的判定中，目標(biāo)FC功率Pfctgt不足閾值功率Pthq的情況下(步驟S24 :是)，在步驟S30中進(jìn)行模式C控制。如圖13所示，模式C控制主要在目標(biāo)FC功率Pfctgt相對較低時使用，將目標(biāo)單元電壓Vcelltgt (=目標(biāo)FC電壓Vfctgt/單元數(shù))固定在氧化還原進(jìn)行區(qū)域R3外的電壓{在本實施方式中為電壓v3 ( = O. 9V)}，來使FC電流Ifc可變。FC功率Pfc的不足部分從蓄電池20支援，F(xiàn)C功率Pfc的過剩部分充電到蓄電池20中ο在模式C控制中，如圖13所示，通過在將單元電壓Vcell保持為恒定(Vcell =v3)的狀態(tài)下，降低目標(biāo)氧濃度Cotgt來降低氧濃度Co。如圖11所示，若陰極化學(xué)計量比(—氧濃度Co)降低，則單元電流IcelUFC電流Ifc)也降低。因此，通過在將單元電壓Vcell保持為恒定的狀態(tài)(Vcell = v3 = O. 9V)下，增減目標(biāo)氧濃度Cotgt,能控制單元電流Icell ( = FC電流Ifc)以及FC功率Pfc。另夕卜，F(xiàn)C功率Pfc的不足部分從蓄電池20支援。因而，在模式C控制中，執(zhí)行與上述的步驟S25的模式B控制相同的控制處理，以及步驟S26 S29的發(fā)電穩(wěn)定性所涉及的處理。如以上那樣，執(zhí)行步驟S3以及S4的能量管理以及FC發(fā)電控制的基本控制。
接下來，在圖18中示出步驟S5的處理所涉及的電動機(jī)14的轉(zhuǎn)矩控制的流程圖。在步驟S41中，E⑶24從車速傳感器154讀取車速Vs。在步驟S42中，E⑶24從開度傳感器150讀取加速器踏板156的開度θ ρ。在步驟S43中，E⑶24基于車速Vs和開度θ p來算出電動機(jī)的暫定目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Ttgt_P [N *m] O具體地,在未圖示的存儲單元中存儲將車速Vs、開度θ P和暫定目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Ttgt_p關(guān)聯(lián)對應(yīng)的映射圖，基于該映射圖、車速Vs以及開度ΘΡ來算出暫定目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Ttgt_p。在步驟中，判定電動機(jī)1S44E⑶244是否為再生中，在不是再生中的情況下，算出與能從FC系統(tǒng)12提供給電動機(jī)14的功率的極限值(極限提供功率Ps_lim) [W]相等的電動機(jī)14的極限輸出(電動機(jī)極限輸出Pm_lim) [W]。具體地，極限提供功率Ps_lim以及電動機(jī)極限輸出Pm_lim是從來自FC堆40的FC功率Pfc和能從蓄電池20提供的功率的極限值(極限輸出Pbat_lim) [W]之和中減去輔助設(shè)備31的消耗功率Pa后得到的值
=Ps_lim — Pf c+Pbat_lim-Pa)。在步驟S45中，E⑶24算出電動機(jī)14的轉(zhuǎn)矩限制值Tlim[N · m]。具體地，將電動機(jī)極限輸出除以車速Vs后得到的值作為轉(zhuǎn)矩限制值Tlim (Tlim — Pm_lim/Vs)。另一方面，在步驟S44中，E⑶24在判定為電動機(jī)14為再生中的情況下，算出極限提供再生功率Ps_reglim。極限提供再生功率Ps_reglim是從能對蓄電池20充電的功率的極限值(極限充電Pbat_chglim)和來自FC堆40的FC功率Pfc之和中減去輔助設(shè)備31的消耗功率Pa而得到的值(Pm_reglim = Pbat_chglim+Pfc_Pa)。在是再生中的情況下，在步驟S45中，E⑶24算出電動機(jī)14的再生轉(zhuǎn)矩限制值Treglim[N -m]。具體地，將極限提供再生功率Ps_reglim除以車速Vs而得到的值作為轉(zhuǎn)矩限制值Tlim(Tlim — Ps_reglim/Vs)。在步驟S46中，ECU24算出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Ttgt[N·!!!]。具體地，ECU24將在暫定目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Ttgt_p上加上了轉(zhuǎn)矩限制值Tlim的限制的值作為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Ttgt。例如，在暫定目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Ttgt_p為轉(zhuǎn)矩限制值Tlim以下的情況下(Ttgt_p ( Tlim)，將暫定目標(biāo)轉(zhuǎn)矩
接作為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Ttgt (Ttgt — Ttgt_p)。另一方面,在暫定目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Ttgt_p超過轉(zhuǎn)矩限制值Tlim的情況下(Ttgt_p > Tlim)，將轉(zhuǎn)矩限制值Tlim作為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Ttgt (Ttgt — Tlim)。然后，使用算出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Ttgt來控制電動機(jī)14。接下來，參照圖19的流程圖來說明以上述的基本控制模式(模式A、B、C控制)為前提的實施例的能量管理、發(fā)電控制所涉及的蓄電池20的充電處理。[實施例]
在步驟S61中，E⑶24判定是否是目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Ttgt成為負(fù)的電動機(jī)14在再生中(也稱作再生發(fā)電中或再生發(fā)電時)。在不是再生中的情況下(步驟S61 :否)，在步驟S62中，實施上述的基本控制模式。在電動機(jī)14為再生中的情況下(步驟S61 :是)，在步驟S63中，判定蓄電池電壓Vbat是否為氧化還原進(jìn)行區(qū)域R3的下限電壓即電壓V2與串聯(lián)連接數(shù)Nfc相乘得到的規(guī)定電壓(閾值電壓)值以下的值(Vbat ( v2XNfc)。若Vbat ( v2XNfc (步驟S63 :否)，則由于在蓄電池電壓Vbat為超過閾值電壓值v2 X Nfc的電壓的 情況下，蓄電池20被充分充電，成為SOC值高的狀態(tài)，因此，再生功率Preg被輔助設(shè)備負(fù)載31等消耗。在步驟S63的判定為肯定的情況下(步驟S63 :是)，進(jìn)行步驟S64以后的基于蓄電池20的再生功率Preg以及FC功率(發(fā)電功率)Pfc的充電處理。在步驟S64中，判定負(fù)的值的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Ttgt的絕對值(稱作再生轉(zhuǎn)矩Treg)是否超過再生轉(zhuǎn)矩閾值Tregth。另外,再生轉(zhuǎn)矩Treg意味著用電動機(jī)14發(fā)電所產(chǎn)生的功率(再生功率)來對蓄電池20進(jìn)行供電，從而通過電動機(jī)14來對車輪28進(jìn)行再生制動的轉(zhuǎn)矩。在再生轉(zhuǎn)矩Treg超過閾值Tregth的情況下，由于再生功率Preg較大，因此為了提高該再生功率Preg的回收效率，在步驟S65中，控制DC/DC轉(zhuǎn)換器22的二次電壓V2，來將FC堆40的目標(biāo)發(fā)電功率Pfctgt降低到與Vcell = O. 9 [V]對應(yīng)的閾值功率Pthq(參照圖13)以下。在該實施例中，E⑶24在步驟S65中，進(jìn)行圖20所示的模式E控制(CVVC控制)。S卩，通過DC/DC轉(zhuǎn)換器22將FC堆40的單元電壓Vcell固定在圖8的氧化穩(wěn)定區(qū)域R4中的劣化量D最少的電壓Vlmi2 (例如Vlmi2 = O. 95 [V]),并執(zhí)行使化學(xué)計量比低于通?；瘜W(xué)計量比來發(fā)電的模式E控制(也可以執(zhí)行固定為Vcell = v3的模式C控制)，以使得FC堆40的輸出電流即FC電流Ifc減少再生電流份。在模式E控制中，目標(biāo)發(fā)電電壓Vfctgt固定在Vfctgt — O. 95VXNfc,通過使目標(biāo)氧濃度Cotgt可變，來使FC電流Ifc可變。如此，由于能降低化學(xué)計量比來減少FC堆40帶來的充電電流，因此，能提高對蓄電池20的再生功率Preg的充電的回收效率，減少能量損失。另外，從圖8可知，在單元電壓Vcell成為高電壓的氧化穩(wěn)定區(qū)域R4的、低氧化學(xué)計量比可變/固定電壓發(fā)電控制的模式E控制從劣化量D的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選VcelI = Vlmi2，但從效率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選更高的單元電壓Vcell即Vcell = v4。因此，電壓固定/化學(xué)計量比可變電流控制(CVVC控制)的模式E控制進(jìn)行將單元電壓Vcell固定在電壓v3 v4之間的任意的值(v3 < Vcell ^ v4)的控制即可。另外，實際上，在步驟S66中，判定蓄電池20的SOC值是否為目標(biāo)SOCth (是規(guī)定值，例如SOCth = 50[% ])以上。在是低于目標(biāo)SOCth的值的情況下(步驟S66:否)，在步驟S67中，將FC堆40的目標(biāo)發(fā)電功率Pfctgt設(shè)定在凈效率Net η [ % ]成為峰值(最大值、頂點(diǎn))的發(fā)電功率(發(fā)電量)Pfcnq[kW](參照圖21)來進(jìn)行發(fā)電。圖21示出相對于發(fā)電功率Pfc的凈效率Net η [% ]的特性302、304、306。若將投入的氫能量設(shè)為Herg、將FC堆40的發(fā)電功率設(shè)為Pfc (Pfc = IfcXVfc)、將輔助設(shè)備負(fù)載31的消耗功率設(shè)為Pa、將DC/DC轉(zhuǎn)換器22的開關(guān)損失設(shè)為Pswloss、將蓄電池的充電損失設(shè)為Pbloss，則特性302、304、306的各凈效率Net η [% ]中，在特性 302 中，Net η = {100 X (Pfc-Pa-Pswloss-Pbloss) /Herg},在特性 304 中，Net η ={100 X (Pfc-Pa-Pswloss)/Herg}，在特性 306 中，Net η = {100 X (Pfc-Pa)/Herg}，在發(fā)電功率Pfc n q下都成為最大值(峰值)。在步驟S66的判定中，在蓄電池20的SOC值為目標(biāo)SOCth以上的情況下，在步驟S68中，將FC堆40的目標(biāo)發(fā)電功率Pfctgt設(shè)定為圖21中的比凈效率Netn [% ]成為峰值(最大值、頂點(diǎn))的發(fā)電功率(發(fā)電量)Pfcnq[kW]小的區(qū)域中的發(fā)電功率Pfc ηρ，來進(jìn)行發(fā)電。另一方面，在上述的步驟S64的判定中，在目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Ttgt的絕對值(稱作再生轉(zhuǎn)矩Treg)為再生轉(zhuǎn)矩閾值Tregth以下的情況下(步驟S64 :否)，為了更有效率地回收再生功率，在步驟S69中，將DC/DC轉(zhuǎn)換器22控制為直接連接狀態(tài)。 為了將DC/DC轉(zhuǎn)換器22控制為直接連接狀態(tài)，使柵極驅(qū)動信號UL成為低電平來斷開下臂開關(guān)元件116，并使柵極驅(qū)動信號UH成為高電平來接通上臂開關(guān)元件112。同時，在步驟S69中，以圖20的陰影區(qū)域所示的模式D控制來使FC堆40動作。在模式D控制中，若目標(biāo)發(fā)電電壓Vfctgt成為Vfctgt — Vbat,則成為直接連接狀態(tài)。通過使單元電壓Vcell成為vl ( Vcell ( v2，來使目標(biāo)氧濃度Cotgt可變，能使FC電流Ifc可變，以圖22所示的電流的路徑，通過再生功率Preg以及FC功率Pfc來對蓄電池20進(jìn)行充電。在步驟S69的直接連接狀態(tài)下，與步驟S66、S67、S68說明的相同，在步驟S70中，判定蓄電池20的SOC值是否為目標(biāo)SOCth、例如50[%]以上。在是低于目標(biāo)SOCth的值的情況下(步驟S70 :否)，在步驟S71中，將FC堆40的目標(biāo)發(fā)電功率Pfctgt設(shè)定為其凈效率Net η [% ]成為峰值(最大值、頂點(diǎn))的發(fā)電功率(發(fā)電量)Pfcnq[kW](參照圖21)來進(jìn)行發(fā)電。另一方面，在步驟S70的判定中，在蓄電池20的SOC值為目標(biāo)SOCth以上的情況下，在步驟S72將FC堆40的目標(biāo)發(fā)電功率Pfctgt設(shè)定為小于其凈效率Netn [% ]成為峰值(最大值、頂點(diǎn))的發(fā)電功率(發(fā)電量)Pfcnq[kw]的區(qū)域中的發(fā)電功率Pfcnp來進(jìn)行發(fā)電。圖23示出說明在時間點(diǎn)til判定為是再生中的情況下的步驟S69的處理的時序圖。由于在時間點(diǎn)til若車速Vs開始減速，則成為再生狀態(tài)，因此為了限制FC堆40的發(fā)電，降低空氣泵轉(zhuǎn)速Nap。由此，F(xiàn)C電壓Vfc上升，從而FC電流Ifc減少，步驟S63的判定(Vbat < v2XNfc = Vfc)成為肯定。在時間點(diǎn)tl2，直接連接標(biāo)記成為有效(ON)狀態(tài)，如圖22所示，由于成為上臂開關(guān)元件112繼續(xù)接通狀態(tài)的狀態(tài)(DC/DC轉(zhuǎn)換器22為直接連接狀態(tài))，因此，時間點(diǎn)tl2以后，F(xiàn)C電壓Vfc追隨蓄電池電壓Vbat。另外，由于在再生中對蓄電池20充電，因此蓄電池電Vbat在時間點(diǎn)tl2以后慢慢增加。另外，通過成為直接連接狀態(tài)，DC/DC轉(zhuǎn)換器22的開關(guān)損失Pswloss成為大致零值。DC/DC22的損失降低到“上臂開關(guān)元件112的接通電壓X在上臂開關(guān)元件112中從二次側(cè)2S流向一次側(cè)IS的電流”。另外，從時間點(diǎn)tl2起，以其凈效率Net n成為峰值的發(fā)電功率Pfc η q對FC堆40進(jìn)行發(fā)電控制(步驟S71)。
在時間點(diǎn)til tl3程度為止的過渡控制中，系統(tǒng)負(fù)載Psys的值穩(wěn)定，在時間點(diǎn)tl3以后的等減速中，系統(tǒng)負(fù)載Psys為負(fù)(再生中)，成為恒定值。[實施例的匯總]如以上說明那樣，實施例所涉及的燃料電池車輛10具有被提供含氧的第I氣體和含氫的第2氣體且通過觸媒促進(jìn)反應(yīng)來進(jìn)行發(fā)電的FC堆40 ;對該FC堆40提供所述第I氣體以及所述第2氣體的至少一方的氣體提供部{燃料氣體提供部(調(diào)節(jié)器46)、氧化劑氣體提供部(空氣泵60)};調(diào)整FC堆40的FC電壓Vfc的DC/DC轉(zhuǎn)換器22 (電壓調(diào)整部);作為通過FC堆40的輸出功率(發(fā)電功率)Pfc來驅(qū)動的負(fù)載的電動機(jī)14 (驅(qū)動電動機(jī));積蓄來自電動機(jī)14的再生發(fā)電產(chǎn)生的功率的蓄電池20 (蓄電裝置)；和控制FC堆40、所述氣體提供部、DC/DC轉(zhuǎn)換器22、電動機(jī)14以及蓄電池20的E⑶24 (控制部)。E⑶24在電動機(jī)14的再生發(fā)電時，將DC/DC轉(zhuǎn)換器22控制成直接連接狀態(tài)，并通過所述氣體提供部降低所述氧濃度或氫濃度，來降低FC堆40的輸出功率Pfc (FC電流Ifc)(步驟S69)，來對蓄電池20進(jìn)行蓄電。·如此，在電動機(jī)14的再生發(fā)電時，由于將DC/DC轉(zhuǎn)換器22控制為直接連接狀態(tài)，并通過所述氣體提供部降低所述氧濃度或氫濃度來降低FC堆40的輸出功率Pfc，來蓄電池20進(jìn)行蓄電(充電)，因此，如特開2006-073506號公報所示那樣，在FC堆40發(fā)電時不用開放連接器CTR1、CTR2就能高效率地回收再生功率。由此，確保了連接器CTR1、CTR2的耐久性，并且不用再擔(dān)心伴隨連接器CTR1、CTR2的開放而產(chǎn)生的噪聲。E⑶24在使FC堆40的輸出功率(發(fā)電功率)Pfc降低時，使其降低到其凈效率Net η成為峰值(最大)的高效率區(qū)域(圖21的Pfc η q附近)，由此能以更高的效率來回收再生功率Preg。另外，在電動機(jī)14的再生發(fā)電時，E⑶24在蓄電池電壓Vbat為FC堆40的氧化還原進(jìn)行區(qū)域R3的下限電壓v2以下的值(Vbat彡v2XNfc、步驟S63 :是)時，將DC/DC轉(zhuǎn)換器22控制為直接連接狀態(tài)，并按照通過所述氣體提供部使所述氧濃度或氫濃度降低，來降低FC堆40的輸出功率Pfc，從而對蓄電池20進(jìn)行蓄電的方式進(jìn)行控制，因此，能防止FC堆40的劣化，并能高效率地回收再生功率Preg。另外，在電動機(jī)14的再生發(fā)電時，E⑶24在將DC/DC轉(zhuǎn)換器22控制為直接連接狀態(tài)時，判定再生功率Ttgt是否為超過閾值轉(zhuǎn)矩Tregth的高轉(zhuǎn)矩(步驟S64)，在是未超過閾值轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩時(步驟S64 :否)，通過按照一邊將DC/DC轉(zhuǎn)換器22控制為直接連接狀態(tài)并通過所述氣體提供部降低所述氧濃度或氫濃度來降低FC堆40的輸出功率Pfc，一邊對蓄電池20進(jìn)行蓄電的方式進(jìn)行控制，即使在再生轉(zhuǎn)矩Ttgt較小的情況下，也能高效率且確實地將再生功率Preg回收到蓄電池20。進(jìn)而，在判定為再生轉(zhuǎn)矩Ttgt為超過了閾值轉(zhuǎn)矩Tregth的高轉(zhuǎn)矩的情況下(步驟S64 :是)，不將DC/DC轉(zhuǎn)換器22控制為直接連接狀態(tài)，通過DC/DC轉(zhuǎn)換器22將FC堆40的FC電壓Vfc控制為FC堆40的氧化還原進(jìn)行電壓范圍(氧化還原進(jìn)行區(qū)域R3)的上限電壓v3以上的值，并按照通過所述氣體提供部降低所述氧濃度或氫濃度來降低FC堆40的輸出功率PfC，來對蓄電池20進(jìn)行充電的方式進(jìn)行控制，因此，即使在再生功率Ttgt較大的情況下，也能不使FC堆40劣化地將該再生轉(zhuǎn)矩Ttgt所涉及的較大的再生功率高效率地回收到蓄電池20中。
[實施例的變形例]圖24示出實施例的變形例所涉及的FC構(gòu)件18的概略構(gòu)成。在該變形例所涉及的FC構(gòu)件18中，在陰極系統(tǒng)56a中除了包含空氣泵60、加濕器62、以及背壓閥64以外，還包含循環(huán)閥(陰極循環(huán)閥)66。這種情況下，在背壓閥64的輸出側(cè)的配管64b和空氣取入口側(cè)(輸入側(cè))的配管60a之間，連接有配管66a、循環(huán)閥66以及配管66b。由此，排出氣體(陰極廢氣)的一部分作為循環(huán)氣體，通過配管66a、循環(huán)閥66以及配管66b被提供給配管60a，和來自車外的新的空氣匯合，被空氣泵60吸入。循環(huán)閥66例如由蝴蝶閥構(gòu)成，通過E⑶24來控制其開度(下面稱作“循環(huán)閥開度9c”或“開度9 c”，由此控制循環(huán)氣體的流量。流量傳感器70安裝在配管66b，檢測朝向配管60a的循環(huán)氣體的流量Qc [g/s]，并將檢測結(jié)果輸出給ECU24。如圖25的特性167所示，能使排出氣體所流通的循環(huán)閥開度Θ c越大，則陰極流路74中的氧濃度Co也就越降低。因此，在該變形例中，在電動機(jī)14的再生發(fā)電時，在FC堆40的氧化還原進(jìn)行電壓范圍(氧化還原進(jìn)行區(qū)域R3)外的規(guī)定電壓(v3 v4為止的氧化穩(wěn)定區(qū)域R4內(nèi)的電壓)內(nèi)通過DC/DC轉(zhuǎn)換器22來固定FC堆40的FC電壓Vfc (例如固定為Vfc = v3或Vfc =Vlmi2的模式E控制)的狀態(tài)下，或者在使DC/DC轉(zhuǎn)換器22為直接連接狀態(tài)下(模式D控制、Vfctgt — Vbat) ,ECU24在使目標(biāo)氧濃度Cotgt可變時,通過使循環(huán)閥66的開度Θ c可變，來使FC電流Ifc可變。如此，通過在FC堆40的氧化還原進(jìn)行電壓范圍(氧化還原進(jìn)行區(qū)域R3)外通過DC/DC轉(zhuǎn)換器22來固定FC堆40的電壓的狀態(tài)或DC/DC轉(zhuǎn)換器22的直接連接狀態(tài)下，使循環(huán)閥66的開度Θ c可變，來使FC堆40的輸出功率減少，由此抑制FC堆40的劣化(參照圖8)，由于在抑制了劣化的狀態(tài)下，將由再生發(fā)電產(chǎn)生的再生功率Preg回收到蓄電池20，因此，能有效地回收使FC堆40的輸出功率減少的份的再生功率Preg。因而，能一邊抑制FC堆40的劣化，一邊提升再生功率Preg的回收效率(再生效率)。S卩，在該變形例中，在進(jìn)行再生控制時，如實施例那樣，不用改變空氣泵60的轉(zhuǎn)速 和背壓閥64的開度，通過僅使循環(huán)閥66的開度Θ c可變就能使FC電流Ifc可變，因此能得到控制簡便的優(yōu)點(diǎn)。另外，本發(fā)明并不限于上述實施例以及實施例的變形例，當(dāng)然能根據(jù)本說明書的記載內(nèi)容來采用各種構(gòu)成。例如，能采用以下的構(gòu)成。FC系統(tǒng)12搭載在車輛10中，但并不限于此，也可以搭載在在其它的對象上。例如，還能在船舶、航空器等的移動體中使用FC系統(tǒng)12。或者，也可以在家庭用功率系統(tǒng)中應(yīng)用FC系統(tǒng)12。構(gòu)成為FC堆40和蓄電池20并聯(lián)配置，在蓄電池20的跟前配置DC/DC轉(zhuǎn)換器22，但并不限于此。例如，也可以如圖26所示，構(gòu)成為并聯(lián)配置FC40和蓄電池20，將升壓式、降壓式、或升降壓式的DC/DC轉(zhuǎn)換器22配置在FC40的跟前。或者，也可以如圖27所示，構(gòu)成為將FC40和蓄電池20并聯(lián)配置，在FC40的跟前配置DC/DC轉(zhuǎn)換器160，在蓄電池20的跟前配置DC/DC轉(zhuǎn)換器22?；蛘撸部梢匀鐖D28所示，構(gòu)成為將FC40和蓄電池20串聯(lián)配置，在蓄電池20和電動機(jī)14之間配置DC/DC轉(zhuǎn)換器22。
作為調(diào)整化學(xué)計量比的部件或方法，使用調(diào)整目標(biāo)氧濃度Cotgt的部件或方法，但并不限于此，還能調(diào)整目標(biāo)氫濃度。另外，也可以代替目標(biāo)濃度，使用目標(biāo)流量、或目標(biāo)濃度和目標(biāo)流量兩者。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池車輛(10),具備燃料電池(40)，其被提供含氧的第I氣體和含氫的第2氣體，通過觸媒促進(jìn)反應(yīng)來發(fā)電；氣體提供部(44、60)，其對所述燃料電池(40)提供所述第I氣體以及所述第2氣體的至少一者；電壓調(diào)整部(22)，其調(diào)整所述燃料電池的輸出電壓；驅(qū)動電動機(jī)(14),其作為由所述燃料電池(40)的輸出功率所驅(qū)動的負(fù)載；和蓄電裝置(20)，其積蓄來自所述驅(qū)動電動機(jī)(14)的再生發(fā)電所產(chǎn)生的功率，所述燃料電池車輛的特征在于，所述燃料電池車輛具有控制部(24)，其控制所述燃料電池(40)、所述氣體提供部 (44、60)、所述電壓調(diào)整部(22)、所述驅(qū)動電動機(jī)(14)、以及所述蓄電裝置(20)，所述控制部(24)在所述驅(qū)動電動機(jī)(14)的再生發(fā)電時，一邊將所述電壓調(diào)整部(22) 控制為直接連接狀態(tài)，并通過所述氣體提供部(44、60)使氧濃度或氫濃度降低來降低所述燃料電池(40)的輸出功率，一邊對所述蓄電裝置(20)進(jìn)行蓄電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池車輛，其特征在于，所述控制部(24)在使所述燃料電池(40)的輸出功率降低時，使所述燃料電池(40)的輸出功率降低到所述燃料電池(40)的高效率發(fā)電區(qū)域為止。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池車輛，其特征在于，所述控制部(24)在所述驅(qū)動電動機(jī)(14)的再生發(fā)電時，且在所述蓄電裝置(20)的電壓為所述燃料電池(40)的氧化還原進(jìn)行電壓范圍的下限電壓以下的值時，一邊將所述電壓調(diào)整部(22)控制為所述直接連接狀態(tài)，并通過所述氣體提供部(44、60)降低所述氧濃度或氫濃度來降低所述燃料電池(40)的輸出功率，一邊對所述蓄電裝置(20)進(jìn)行蓄電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池車輛，其特征在于，所述控制部(24)在所述驅(qū)動電動機(jī)(14)的再生發(fā)電時，且在將所述電壓調(diào)整部(22) 控制為所述直接連接狀態(tài)時，判定所述驅(qū)動電動機(jī)(14)的再生轉(zhuǎn)矩是否為超過了閾值轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩，在判定為不是超過了所述閾值轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩的情況下，一邊將所述電壓調(diào)整部 (22)控制為所述直接連接狀態(tài)，并通過所述氣體提供部(44、60)降低所述氧濃度或氫濃度來降低所述燃料電池(40)的輸出功率，一邊對所述蓄電裝置(20)進(jìn)行蓄電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池車輛，其特征在于，所述控制部(24)在判定為所述再生轉(zhuǎn)矩為超過了所述閾值轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩的情況下，不將所述電壓調(diào)整部(22)控制為所述直接連接狀態(tài)，一邊通過所述電壓調(diào)整部(22)將所述燃料電池(40)的電壓控制為所述燃料電池(40)的氧化還原進(jìn)行電壓范圍的上限電壓以上的值，并通過所述氣體提供部(44、60)降低所述氧濃度或氫濃度來降低所述燃料電池(40) 的輸出功率，一邊對所述蓄電裝置(20)進(jìn)行蓄電。
全文摘要
本發(fā)明提供燃料電池車輛(10)。由于ECU(24)在電動機(jī)(14)的再生發(fā)電時，一邊將DC/DC轉(zhuǎn)換器(22)控制為直接連接狀態(tài)，并通過氣體提供部(44、60)來降低氧濃度或氫濃度，來降低燃料電池(40)的發(fā)電功率{Pfc(FC電流Ifc)}，一邊對蓄電池(20)進(jìn)行蓄電，因此，在燃料電池(40)的發(fā)電時，不用開放連接器就能回收再生功率。
文檔編號B60L11/18GK102991369SQ201210325738
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者數(shù)野修一, 佐伯響, 白坂卓也, 渡邊和典 申請人:本田技研工業(yè)株式會社