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JP2014057389A - Power supply system - Google Patents

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JP2014057389A
JP2014057389A JP2012199340A JP2012199340A JP2014057389A JP 2014057389 A JP2014057389 A JP 2014057389A JP 2012199340 A JP2012199340 A JP 2012199340A JP 2012199340 A JP2012199340 A JP 2012199340A JP 2014057389 A JP2014057389 A JP 2014057389A
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JP
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voltage
power supply
external power
fuel cell
inverter
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Pending
Application number
JP2012199340A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Kazuno
修一 数野
Takanori Mori
峰知 毛利
Morio Kayano
守男 茅野
Hiroshi Igarashi
大士 五十嵐
Kosuke Higashitani
幸祐 東谷
Takuya Shirasaka
卓也 白坂
Yasutaka Sakai
靖貴 堺
Kenichi Shimizu
研一 清水
Goshi Otani
豪士 大谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

【課題】外部給電装置の構成が複雑化することを防止しつつ所望の給電効率を確保する。
【解決手段】ECU61は、燃料電池車両11のパワードライブユニット26の1次側の端子間に接続される外部給電装置12の適正電圧を、推定あるいは外部給電装置12から出力される信号の受信などによって取得する。ECU61は、第1電圧調整器23および第2電圧調整器24の出力電圧、つまりPDU電圧センサ79により検出されるパワードライブユニット26の1次側の端子間電圧(PDU電圧)VPが外部給電装置12の適正電圧に一致するようにして、第1電圧調整器23および第2電圧調整器24の動作を制御する。
【選択図】図1
An object of the present invention is to ensure desired power supply efficiency while preventing the configuration of an external power supply apparatus from becoming complicated.
An ECU 61 estimates an appropriate voltage of an external power supply device 12 connected between terminals on a primary side of a power drive unit 26 of a fuel cell vehicle 11 or receives a signal output from the external power supply device 12. get. The ECU 61 determines that the output voltages of the first voltage regulator 23 and the second voltage regulator 24, that is, the voltage (PDU voltage) VP on the primary side of the power drive unit 26 detected by the PDU voltage sensor 79 is the external power supply device 12. The operation of the first voltage regulator 23 and the second voltage regulator 24 is controlled so as to match the appropriate voltage.
[Selection] Figure 1

Description

この発明は、給電システムに関する。   The present invention relates to a power feeding system.

従来、例えば、燃料電池と蓄電池と第1のDC−DCコンバータとを備える燃料電池車に対して、第2のDC−DCコンバータとインバータとを備える定置電源システムを着脱可能とし、燃料電池と蓄電池との間に配置された第1のDC−DCコンバータの蓄電装置側の出力端から第2のDC−DCコンバータを介してインバータへと電力を供給する電力供給システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, for example, a stationary power supply system including a second DC-DC converter and an inverter can be attached to and detached from a fuel cell vehicle including a fuel cell, a storage battery, and a first DC-DC converter. There is known a power supply system that supplies power from the output terminal on the power storage device side of the first DC-DC converter disposed between the inverter and the inverter via the second DC-DC converter (for example, Patent Document 1).

特開2006−325392号公報JP 2006-325392 A

ところで、上記従来技術に係る電力供給システムによれば、定置電源システムのインバータに対する印加電圧は、第2のDC−DCコンバータによって制御されており、第2のDC−DCコンバータを備えることによって定置電源システムの構成が複雑化するという問題が生じる。
さらに、電力供給システムの全体として、2つの第1および第2のDC−DCコンバータで電圧変換動作を行なっており、電圧変換に伴うエネルギー損失が増大し、電力供給の効率が低下してしまうという問題が生じる。
By the way, according to the power supply system according to the related art, the voltage applied to the inverter of the stationary power supply system is controlled by the second DC-DC converter, and the stationary power supply is provided by including the second DC-DC converter. There arises a problem that the system configuration becomes complicated.
Furthermore, as a whole of the power supply system, the voltage conversion operation is performed by the two first and second DC-DC converters, so that the energy loss accompanying the voltage conversion increases and the efficiency of power supply decreases. Problems arise.

また、上記従来技術に係る電力供給システムにおいて、第2のDC−DCコンバータは省略可能とされているが、この場合、定置電源システムのインバータには燃料電池車の蓄電池の出力電圧が印加されるだけである。
これにより、例えば、燃料電池車の状態などに応じて蓄電池の出力電圧がインバータの動作可能電圧範囲から逸脱している場合には、インバータの適正な動作が困難になる、あるいは、インバータの動作効率が著しく低下してしまう虞がある。
Further, in the power supply system according to the above-described prior art, the second DC-DC converter can be omitted. In this case, the output voltage of the storage battery of the fuel cell vehicle is applied to the inverter of the stationary power supply system. Only.
Thereby, for example, when the output voltage of the storage battery deviates from the operable voltage range of the inverter according to the state of the fuel cell vehicle, etc., the proper operation of the inverter becomes difficult, or the operating efficiency of the inverter May be significantly reduced.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、外部給電装置の構成が複雑化することを防止しつつ所望の給電効率を確保することが可能な給電システムを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a power feeding system capable of ensuring desired power feeding efficiency while preventing the configuration of an external power feeding apparatus from becoming complicated.

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第1の発明に係る給電システムは、電動車両(例えば、実施の形態での燃料電池車両11)と、該電動車両に着脱可能な外部給電装置(例えば、実施の形態での外部給電装置12)と、を備える給電システムであって、前記電動車両は、第1電源(例えば、実施の形態でのバッテリ22)および第2電源(例えば、実施の形態での燃料電池スタック21)と、並列に接続された前記第1電源および前記第2電源の電力により駆動する走行用モータ(例えば、実施の形態での走行用モータ25)と、前記第1電源の電圧を変換して出力可能な電圧変換装置(例えば、実施の形態での第1電圧調整器(BATVCU)23)と、前記外部給電装置の適正電圧を取得する適正電圧取得手段(例えば、実施の形態でのECU61)と、制御手段(例えば、実施の形態でのECU61)と、を備え、前記外部給電装置は、前記電圧変換装置の出力側に接続可能であり、前記制御手段は、前記電圧変換装置の出力電圧が前記適正電圧取得手段によって取得された前記適正電圧に一致するようにして、前記電圧変換装置の電圧変換を制御する。   In order to solve the above problems and achieve the object, a power feeding system according to a first invention of the present invention is an electric vehicle (for example, the fuel cell vehicle 11 in the embodiment) and can be attached to and detached from the electric vehicle. An external power supply device (for example, external power supply device 12 in the embodiment), wherein the electric vehicle includes a first power source (for example, battery 22 in the embodiment) and a second power source. (For example, the fuel cell stack 21 in the embodiment) and a travel motor driven by the power of the first power source and the second power source connected in parallel (for example, the travel motor 25 in the embodiment) And a voltage converter (for example, the first voltage regulator (BATVCU) 23 in the embodiment) capable of converting and outputting the voltage of the first power supply, and an appropriate voltage for obtaining an appropriate voltage of the external power supply device Acquisition means ( For example, the ECU 61) in the embodiment and a control means (for example, the ECU 61 in the embodiment), the external power supply device can be connected to the output side of the voltage converter, and the control means Controls the voltage conversion of the voltage converter such that the output voltage of the voltage converter matches the appropriate voltage acquired by the appropriate voltage acquisition means.

さらに、本発明の第2の発明に係る給電システムは、前記電動車両と前記外部給電装置との接続と遮断とを切替可能な外部給電コンタクタ(例えば、実施の形態での外部給電コンタクタ部35)と、前記外部給電装置の給電開始要求を取得する要求取得手段(例えば、実施の形態でのECU61)と、前記外部給電装置の入力電圧を取得する入力電圧取得手段(例えば、実施の形態でのインバータ電圧センサ84)と、を備え、前記制御手段は、前記要求取得手段によって前記給電開始要求が取得された場合に、前記外部給電コンタクタの遮断状態で、前記第2電源の電力供給を停止し、前記電圧変換装置の出力電圧と前記入力電圧取得手段によって取得された前記入力電圧との差が所定差以内になるようにして前記電圧変換装置の電圧変換を制御した後に、前記外部給電コンタクタを接続状態にする。   Furthermore, the power supply system according to the second aspect of the present invention is an external power supply contactor capable of switching between connection and disconnection between the electric vehicle and the external power supply device (for example, the external power supply contactor portion 35 in the embodiment). Request acquisition means (for example, ECU 61 in the embodiment) for acquiring a power supply start request for the external power supply apparatus, and input voltage acquisition means (for example, in the embodiment) for acquiring the input voltage of the external power supply apparatus An inverter voltage sensor 84), and when the power supply start request is acquired by the request acquisition means, the control means stops the power supply of the second power supply in a disconnected state of the external power supply contactor. The voltage conversion of the voltage converter such that the difference between the output voltage of the voltage converter and the input voltage acquired by the input voltage acquisition means is within a predetermined difference. After control, the external power supply contactor connected.

さらに、本発明の第3の発明に係る給電システムは、前記第2電源の電圧を変換して出力可能な第2の電圧変換装置(例えば、実施の形態での第2電圧調整器24)を備え、前記外部給電装置は、前記電圧変換装置の出力側と前記第2の電圧変換装置の出力側との間に接続可能であり、前記制御手段は、前記電圧変換装置および前記第2の電圧変換装置の出力電圧が前記適正電圧に一致するようにして、前記電圧変換装置および前記第2の電圧変換装置の電圧変換を制御する。   Furthermore, a power supply system according to a third aspect of the present invention includes a second voltage converter (for example, the second voltage regulator 24 in the embodiment) that can convert and output the voltage of the second power source. The external power supply device is connectable between an output side of the voltage converter and an output side of the second voltage converter, and the control means includes the voltage converter and the second voltage. The voltage conversion of the voltage converter and the second voltage converter is controlled so that the output voltage of the converter matches the appropriate voltage.

本発明の第1の発明に係る給電システムによれば、電圧変換装置により第1電源の電圧を変換することによって、外部給電装置に印加される電圧変換装置の出力電圧を、外部給電装置の適正電圧に一致させることができる。これにより、外部給電装置の構成が複雑化することを防止することができ、外部給電装置の所望の給電効率および給電可能時間を容易に確保することができる。
さらに、第1電源および第2電源に対して、外部給電装置が接続される位置と走行用モータが接続される位置とを一致させることで、電圧変換装置の電圧変換によって、電動車両の走行駆動から外部給電装置の給電に亘る広範囲の電圧範囲の電力供給を行なうことができ、電力供給の汎用性を向上させることができる。
According to the power supply system of the first aspect of the present invention, the voltage of the first power supply is converted by the voltage conversion device, so that the output voltage of the voltage conversion device applied to the external power supply device is changed to the appropriate value of the external power supply device. Can match the voltage. Thereby, it is possible to prevent the configuration of the external power supply apparatus from becoming complicated, and it is possible to easily ensure the desired power supply efficiency and power supply possible time of the external power supply apparatus.
Furthermore, the driving of the electric vehicle is driven by voltage conversion of the voltage converter by matching the position where the external power feeding device is connected with the position where the driving motor is connected to the first power source and the second power source. Power supply in a wide voltage range from power supply to the external power supply device can be performed, and the versatility of power supply can be improved.

本発明の第2の発明に係る給電システムによれば、例えば第1電源および第2電源の電力供給の実行状態で突然に給電開始要求が取得された場合などであっても、電圧変換装置の出力電圧と外部給電装置の入力電圧との差を所定差以内にするプリチャージ動作を、電圧変換装置の電圧変換によって適切に行なうことができる。
これにより、例えばプリチャージ動作だけを行なう専用の回路などを設ける必要無しに、突入電流の発生を防止することができ、給電システムの構成が複雑化することを防止することができる。
According to the power supply system of the second invention of the present invention, for example, even when a power supply start request is suddenly acquired in the power supply execution state of the first power supply and the second power supply, A precharge operation for setting the difference between the output voltage and the input voltage of the external power supply device within a predetermined difference can be appropriately performed by voltage conversion of the voltage conversion device.
Thus, for example, it is possible to prevent the occurrence of inrush current without the need to provide a dedicated circuit for performing only the precharge operation, and it is possible to prevent the configuration of the power feeding system from becoming complicated.

本発明の第3の発明に係る給電システムによれば、走行用モータおよび外部給電装置に印加される電圧の制御を、より詳細かつ容易に行なうことができる。   According to the power feeding system of the third aspect of the present invention, the voltage applied to the traveling motor and the external power feeding device can be controlled in more detail and easily.

本発明の実施の形態に係る給電システムの構成図である。It is a lineblock diagram of an electric supply system concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係る給電システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the electric power feeding system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る給電システムの走行時と外部給電時とにおけるモータ要求電圧とインバータ適正電圧とPDU電圧の目標値および実値との変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of the motor required voltage at the time of driving | running | working of the electric power feeding system which concerns on embodiment of this invention, and external electric power feeding, the inverter appropriate voltage, and the target value and actual value of PDU voltage. 本発明の実施の形態に係る給電システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the electric power feeding system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る給電システムのFC電圧およびPDU電圧およびインバータ電圧と各電圧差と第1電圧調整器の出力電圧に対する指令値(第1出力電圧)と外部給電コンタクタ部およびFCコンタクタ部との変化の一例を示す図である。FC voltage, PDU voltage, inverter voltage, voltage difference, command value (first output voltage) for output voltage of first voltage regulator, external power supply contactor unit and FC contactor unit of power supply system according to the embodiment of the present invention It is a figure which shows an example of a change with. 本発明の実施の形態に係る給電システムのPDU電圧およびインバータ電圧と電圧差と第1電圧調整器の出力電圧に対する指令値(第1出力電圧)と外部給電コンタクタ部およびFCコンタクタ部との変化の一例を示す図である。Changes in the PDU voltage, inverter voltage, voltage difference, command value (first output voltage) for the output voltage of the first voltage regulator, and the external power supply contactor unit and FC contactor unit of the power supply system according to the embodiment of the present invention It is a figure which shows an example. 本発明の実施の形態の変形例に係る給電システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the electric power feeding system which concerns on the modification of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の変形例に係る給電システムのPDU電圧およびインバータ電圧と電圧差と第1電圧調整器の出力電圧に対する指令値(第1出力電圧)と外部給電コンタクタ部との変化の一例を示す図である。An example of changes in the PDU voltage, inverter voltage, voltage difference, command value (first output voltage) with respect to the output voltage of the first voltage regulator, and the external power supply contactor portion of the power feeding system according to the modification of the embodiment of the present invention FIG.

以下、本発明の一実施形態に係る給電システムについて添付図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a power supply system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

本実施の形態による給電システム10は、例えば図1に示すように、燃料電池車両11と、この燃料電池車両11とは別体に設けられた外部給電装置12と、を備えて構成され、外部の交流機器などの外部負荷13に対して電力を供給する。   For example, as shown in FIG. 1, a power feeding system 10 according to the present embodiment includes a fuel cell vehicle 11 and an external power feeding device 12 provided separately from the fuel cell vehicle 11. Power is supplied to an external load 13 such as an AC device.

燃料電池車両11は、例えば、車両後部のトランクルーム内などに、燃料電池車両11の電源に接続された給電口11aを備え、外部給電装置12をトランクルーム内などに搭載可能である。
外部給電装置12は、例えば、燃料電池車両11に設けられた給電口11aに着脱可能に嵌合される給電コネクタ12aを備えている。
給電コネクタ12aは、例えば、給電口11aに設けられた複数の端子に電気的に接続可能な複数のコネクタピンを備えている。
The fuel cell vehicle 11 includes, for example, a power feeding port 11a connected to the power source of the fuel cell vehicle 11 in the trunk room at the rear of the vehicle, and the external power feeding device 12 can be mounted in the trunk room.
The external power supply device 12 includes, for example, a power supply connector 12 a that is detachably fitted to a power supply port 11 a provided in the fuel cell vehicle 11.
The power supply connector 12a includes, for example, a plurality of connector pins that can be electrically connected to a plurality of terminals provided in the power supply port 11a.

燃料電池車両11と外部給電装置12とは、燃料電池車両11の給電口11aに外部給電装置12の給電コネクタ12aが嵌合され、この嵌合に伴って給電口11aの複数の端子に給電コネクタ12aの複数のコネクタピンが接続されることによって、電気的に接続される。   In the fuel cell vehicle 11 and the external power supply device 12, the power supply connector 12a of the external power supply device 12 is fitted into the power supply port 11a of the fuel cell vehicle 11, and the power supply connector is connected to a plurality of terminals of the power supply port 11a along with this fitting. Electrical connection is established by connecting a plurality of connector pins 12a.

また、外部給電装置12は、例えば、外部負荷13を電気的に接続可能な電力出力部12bを備え、給電コネクタ12aから入力された燃料電池車両11の直流電力を交流電力に変換して、この変換後の交流電力を電力出力部12bから外部負荷13に供給可能である。   The external power supply device 12 includes, for example, a power output unit 12b that can be electrically connected to the external load 13, and converts the DC power of the fuel cell vehicle 11 input from the power supply connector 12a into AC power. The converted AC power can be supplied to the external load 13 from the power output unit 12b.

燃料電池車両11は、例えば、燃料電池スタック21と、バッテリ22と、第1電圧調整器(BATVCU)23と、第2電圧調整器(FCVCU)24と、走行用モータ25と、パワードライブユニット(PDU)26と、エアポンプ27と、エアポンプ用インバータ(APINV)28と、ダウンバータ(DV)29と、12Vバッテリ30と、バッテリプリチャージ部31およびバッテリコンタクタ部32と、FCプリチャージ部33およびFCコンタクタ部34と、外部給電コンタクタ部35と、制御装置36と、を備えて構成されている。   The fuel cell vehicle 11 includes, for example, a fuel cell stack 21, a battery 22, a first voltage regulator (BATVCU) 23, a second voltage regulator (FCVCU) 24, a travel motor 25, and a power drive unit (PDU). ) 26, air pump 27, air pump inverter (APINV) 28, downverter (DV) 29, 12V battery 30, battery precharge unit 31 and battery contactor unit 32, FC precharge unit 33 and FC contactor Unit 34, an external power supply contactor unit 35, and a control device 36.

燃料電池スタック21は、例えば、陽イオン交換膜などからなる固体高分子電解質膜を、アノード触媒およびガス拡散層からなる燃料極(アノード)と、カソード触媒およびガス拡散層からなる酸素極(カソード)とで挟持してなる電解質電極構造体を、更に一対のセパレータで挟持してなる燃料電池セルを多数組積層して構成されている。そして、燃料電池セルの積層体は一対のエンドプレートによって積層方向の両側から挟み込まれている。   The fuel cell stack 21 includes, for example, a solid polymer electrolyte membrane composed of a cation exchange membrane, a fuel electrode (anode) composed of an anode catalyst and a gas diffusion layer, and an oxygen electrode (cathode) composed of a cathode catalyst and a gas diffusion layer. And an electrolyte electrode structure sandwiched between a plurality of fuel cell units sandwiched between a pair of separators. And the laminated body of the fuel cell is pinched | interposed from the both sides of the lamination direction by a pair of end plate.

燃料電池スタック21のカソードには酸素を含む酸化剤ガス(反応ガス)である空気がエアポンプ27から供給可能であり、アノードには水素を含む燃料ガス(反応ガス)が高圧の水素タンク(図示略)などから供給可能である。
そして、反応ガスの供給時に、アノードのアノード触媒上で触媒反応によりイオン化された水素は、適度に加湿された固体高分子電解質膜を介してカソードへと移動し、この移動に伴って発生する電子が外部回路に取り出され、直流電力を発生する。このときカソードにおいては、水素イオン、電子及び酸素が反応して水が生成される。
Air, which is an oxidant gas (reaction gas) containing oxygen, can be supplied from the air pump 27 to the cathode of the fuel cell stack 21, and a fuel tank (reaction gas) containing hydrogen is a high-pressure hydrogen tank (not shown) to the anode. ) Or the like.
Then, during the supply of the reaction gas, hydrogen ionized by the catalytic reaction on the anode catalyst of the anode moves to the cathode through the moderately humidified solid polymer electrolyte membrane, and the electrons generated along with this movement Is taken out to an external circuit to generate DC power. At this time, at the cathode, hydrogen ions, electrons and oxygen react to produce water.

バッテリ22は、例えば、高圧系のリチウムイオン型などの2次電池であり、第1電圧調整器23および第2電圧調整器24を介して燃料電池スタック21に接続されている。   The battery 22 is, for example, a high-voltage lithium ion type secondary battery, and is connected to the fuel cell stack 21 via a first voltage regulator 23 and a second voltage regulator 24.

第1電圧調整器(BATVCU)23は、例えば、DC−DCコンバータなどを備え、
バッテリ22の端子間電圧(バッテリ電圧)VBを変換して出力可能、かつ、燃料電池スタック21とバッテリ22との間での電力の授受に対して電圧調整を行なう。
なお、第1電圧調整器23は、例えば、燃料電池スタック21側に平滑コンデンサ23aを備えている。
The first voltage regulator (BATVCU) 23 includes, for example, a DC-DC converter,
The voltage between the terminals of the battery 22 (battery voltage) VB can be converted and output, and voltage adjustment is performed for power transfer between the fuel cell stack 21 and the battery 22.
The first voltage regulator 23 includes, for example, a smoothing capacitor 23a on the fuel cell stack 21 side.

第2電圧調整器(FCVCU)24は、例えば、DC−DCコンバータなどを備え、
燃料電池スタック21の端子間電圧(FC電圧)VFを変換して出力可能、かつ、燃料電池スタック21とバッテリ22との間での電力の授受に対して電圧調整を行なう。
なお、第2電圧調整器24は、例えば、バッテリ22側に平滑コンデンサ24aを備えている。
The second voltage regulator (FCVCU) 24 includes, for example, a DC-DC converter,
The voltage between the terminals (FC voltage) VF of the fuel cell stack 21 can be converted and output, and voltage adjustment is performed for power transfer between the fuel cell stack 21 and the battery 22.
Note that the second voltage regulator 24 includes, for example, a smoothing capacitor 24a on the battery 22 side.

走行用モータ25は、例えば、U相、V相、W相の3相のDCブラシレスモータであって、パワードライブユニット26による制御に応じて力行運転および発電運転可能である。
例えば、走行用モータ25は、各相のコイルに交流の相電流が通電されることで力行運転を行ない、変速機(T/M)25aを介して駆動輪Wを駆動する。また、燃料電池車両11の減速時などにおいて駆動輪側から駆動力が伝達されることで発電運転(回生運転)を行ない、発電電力(回生電力)を出力する。
The traveling motor 25 is, for example, a U-phase, V-phase, and W-phase three-phase DC brushless motor, and is capable of powering operation and power generation operation according to control by the power drive unit 26.
For example, the traveling motor 25 performs a power running operation by applying an alternating phase current to the coils of each phase, and drives the drive wheels W via the transmission (T / M) 25a. Further, when the fuel cell vehicle 11 is decelerated, a driving force is transmitted from the driving wheel side to perform a power generation operation (regenerative operation) and output generated power (regenerative power).

パワードライブユニット26は、例えば、トランジスタなどのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路および平滑コンデンサなどを具備するパルス幅変調(PWM)によるインバータを備えて構成されている。   The power drive unit 26 includes, for example, a bridge circuit formed by bridge connection using a plurality of switching elements such as transistors, and an inverter by pulse width modulation (PWM) including a smoothing capacitor.

このインバータは、例えば走行用モータ25の力行運転時において、制御装置36から出力されるPWM信号に基づき、各相毎に対をなす各スイッチング素子のオン(導通)/オフ(遮断)を切り替える。これによって、バッテリ22から第1電圧調整器23を介して供給される直流電力あるいは燃料電池スタック21から第2電圧調整器24を介して供給される直流電力を3相交流電力に変換し、走行用モータ25の各相のコイルへの通電を順次転流させることで交流の各相電流を通電する。   This inverter switches on (off) / off (off) each switching element that makes a pair for each phase based on the PWM signal output from the control device 36, for example, during power running operation of the traveling motor 25. As a result, the DC power supplied from the battery 22 via the first voltage regulator 23 or the DC power supplied from the fuel cell stack 21 via the second voltage regulator 24 is converted into three-phase AC power for running. By sequentially commutating energization to the coils of each phase of the motor 25 for electric current, alternating currents of each phase are energized.

一方、例えば走行用モータ25の発電運転時において、インバータは、走行用モータ25のロータの回転角に基づいて同期がとられたゲート信号に応じて各スイッチング素子をオン(導通)/オフ(遮断)させ、走行用モータ25から出力される交流の発電電力を直流電力に変換する。   On the other hand, for example, during the power generation operation of the traveling motor 25, the inverter turns each switching element on (conductive) / off (cut off) in accordance with the gate signal synchronized based on the rotation angle of the rotor of the traveling motor 25. The AC generated power output from the traveling motor 25 is converted into DC power.

エアポンプ27は、例えば、エアポンプ用インバータ28から出力される交流電力によって回転駆動されるポンプ駆動用モータ(図示略)を備える電動コンプレッサであって、外部から空気を取り込んで圧縮し、圧縮後の空気を反応ガスとして燃料電池スタック21のカソードに供給する。   The air pump 27 is, for example, an electric compressor including a pump drive motor (not shown) that is rotationally driven by AC power output from the air pump inverter 28, and takes in air from the outside and compresses the compressed air. To the cathode of the fuel cell stack 21 as a reaction gas.

エアポンプ用インバータ28は、例えば、パルス幅変調(PWM)によるPWMインバータなどであり、制御装置36から出力される制御信号に基づき、バッテリ22から第1電圧調整器23を介して供給される直流電力あるいは燃料電池スタック21から第2電圧調整器24を介して供給される直流電力を交流電力に変換する。そして、変換後の交流電力によって、エアポンプ27のポンプ駆動用モータを回転駆動し、ポンプ駆動用モータの回転数を制御する。   The air pump inverter 28 is, for example, a PWM inverter by pulse width modulation (PWM) or the like, and based on a control signal output from the control device 36, DC power supplied from the battery 22 via the first voltage regulator 23. Alternatively, DC power supplied from the fuel cell stack 21 via the second voltage regulator 24 is converted into AC power. Then, the pump driving motor of the air pump 27 is rotationally driven by the converted AC power, and the rotational speed of the pump driving motor is controlled.

ダウンバータ29は、例えば、DC−DCコンバータなどを備え、バッテリ22の高圧の端子間電圧あるいは燃料電池スタック21から第1電圧調整器23を介して印加される高圧の電圧を低圧の所定電圧(12V)まで降圧して、降圧後の所定電圧の電力によって12Vバッテリ30を充電する。   The downverter 29 includes, for example, a DC-DC converter or the like, and converts a high voltage between the terminals of the battery 22 or a high voltage applied from the fuel cell stack 21 via the first voltage regulator 23 to a predetermined low voltage ( 12V), and the 12V battery 30 is charged with the predetermined voltage power after the step-down.

12Vバッテリ30は、例えば、制御装置36および各種補機類からなる電気負荷を駆動するための低圧の所定電圧の電力を出力する。   The 12V battery 30 outputs, for example, low-voltage predetermined voltage power for driving an electric load including the control device 36 and various auxiliary machines.

バッテリプリチャージ部31およびバッテリコンタクタ部32は、例えば、バッテリ22と、第1電圧調整器23およびダウンバータ29との間に設けられている。
バッテリプリチャージ部31は、例えば、直列に接続されたプリチャージコンタクタ41およびプリチャージ抵抗42により構成されている。
The battery precharge unit 31 and the battery contactor unit 32 are provided between the battery 22, the first voltage regulator 23, and the downverter 29, for example.
The battery precharge unit 31 includes, for example, a precharge contactor 41 and a precharge resistor 42 connected in series.

バッテリコンタクタ部32は、例えば、燃料電池車両11の正極側の高圧ライン(HV+)においてバッテリ22の正極端子に接続された正極側バッテリコンタクタ43と、負極側の高圧ライン(HV−)においてバッテリ22の負極端子に接続された負極側バッテリコンタクタ44と、により構成されている。
そして、バッテリプリチャージ部31は、正極側バッテリコンタクタ43の両端に(つまり、正極側バッテリコンタクタ43に並列に)接続されている。
The battery contactor 32 includes, for example, a positive battery contactor 43 connected to the positive terminal of the battery 22 in the high voltage line (HV +) on the positive electrode side of the fuel cell vehicle 11 and a battery 22 in the high voltage line (HV−) on the negative electrode side. And a negative electrode side battery contactor 44 connected to the negative electrode terminal.
The battery precharge unit 31 is connected to both ends of the positive battery contactor 43 (that is, in parallel to the positive battery contactor 43).

FCプリチャージ部33およびFCコンタクタ部34は、例えば、燃料電池スタック21と、第2電圧調整器24との間に設けられている。
FCプリチャージ部33は、例えば、直列に接続されたプリチャージコンタクタ45およびプリチャージ抵抗46により構成されている。
The FC precharge unit 33 and the FC contactor unit 34 are provided between the fuel cell stack 21 and the second voltage regulator 24, for example.
The FC precharge unit 33 includes, for example, a precharge contactor 45 and a precharge resistor 46 connected in series.

FCコンタクタ部34は、例えば、燃料電池車両11の正極側の高圧ライン(HV+)において燃料電池スタック21の正極端子に接続された正極側FCコンタクタ47と、負極側の高圧ライン(HV−)において燃料電池スタック21の負極端子に接続された負極側FCコンタクタ48と、により構成されている。
そして、FCプリチャージ部33は、正極側FCコンタクタ47の両端に(つまり、正極側FCコンタクタ47に並列に)接続されている。
The FC contactor unit 34 includes, for example, a positive side FC contactor 47 connected to the positive terminal of the fuel cell stack 21 in the positive side high voltage line (HV +) of the fuel cell vehicle 11 and a negative side high voltage line (HV−). The negative electrode side FC contactor 48 connected to the negative electrode terminal of the fuel cell stack 21.
The FC precharge unit 33 is connected to both ends of the positive-side FC contactor 47 (that is, in parallel to the positive-side FC contactor 47).

外部給電コンタクタ部35は、例えば、第1電圧調整器23および第2電圧調整器24およびパワードライブユニット26と、給電口11aとの間に設けられている。
外部給電コンタクタ部35は、例えば、燃料電池車両11の正極側の高圧ライン(HV+)に設けられた正極側外部給電コンタクタ51と、負極側の高圧ライン(HV−)に設けられた負極側外部給電コンタクタ52と、により構成されている。
The external power supply contactor unit 35 is provided between, for example, the first voltage regulator 23, the second voltage regulator 24, the power drive unit 26, and the power supply port 11a.
The external power supply contactor unit 35 includes, for example, a positive electrode side external power supply contactor 51 provided in the high voltage line (HV +) on the positive electrode side of the fuel cell vehicle 11 and a negative electrode side external provided in the high voltage line (HV−) on the negative electrode side. And a power supply contactor 52.

そして、各コンタクタ41,43,44,45,47,48,51,52は、例えば、制御装置36から出力される制御信号に基づき、導通および遮断を切り替え可能である。   And each contactor 41,43,44,45,47,48,51,52 can switch conduction | electrical_connection and interruption | blocking based on the control signal output from the control apparatus 36, for example.

制御装置36は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などの電子回路により構成されるECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)61を備えている。   The control device 36 includes, for example, an ECU (Electronic Control Unit) 61 configured by an electronic circuit such as a CPU (Central Processing Unit).

ECU61は、例えば、パワードライブユニット26の電力変換動作を制御することによって走行用モータ25の力行運転および発電運転を制御する。
例えば、ECU61は、各種のセンサやスイッチなどから出力される信号に基づき、走行用モータ25の目標トルクを算出し、実際に走行用モータ25から出力されるトルクを目標トルクに一致させるようにして、走行用モータ25に通電される電流に対するフィードバック制御などを実行する。
The ECU 61 controls the power running operation and the power generation operation of the travel motor 25 by controlling the power conversion operation of the power drive unit 26, for example.
For example, the ECU 61 calculates a target torque of the traveling motor 25 based on signals output from various sensors, switches, and the like so that the torque actually output from the traveling motor 25 matches the target torque. The feedback control for the current supplied to the traveling motor 25 is executed.

ECU61は、例えば、エアポンプ用インバータ28の電力変換動作や反応ガスの流路に設けられた各種バルブの開閉や第1電圧調整器23の電圧調整動作などを制御することによって、燃料電池スタック21への反応ガスの供給および燃料電池スタック21の発電量(発電電力)を制御する。   For example, the ECU 61 controls the power conversion operation of the air pump inverter 28, the opening and closing of various valves provided in the reaction gas flow path, the voltage adjustment operation of the first voltage regulator 23, and the like to the fuel cell stack 21. The reaction gas supply and the power generation amount (generated power) of the fuel cell stack 21 are controlled.

ECU61は、例えば、各種のセンサやスイッチなどから出力される信号、さらに、インバータ制御装置82から出力される信号などに基づき、バッテリ22を含む高圧電装系の監視および保護などの制御を行なう。   The ECU 61 controls, for example, monitoring and protection of the high-voltage equipment system including the battery 22 based on, for example, signals output from various sensors and switches, and further, a signal output from the inverter control device 82.

例えば、ECU61は、イグニッションスイッチ71およびパワースイッチ72などの各指令信号と、速度センサ73およびアクセルペダル開度センサ74およびブレーキペダルスイッチ(図示略)などの各検出信号とに基づき、燃料電池車両11の運転状態を制御する。   For example, the ECU 61 uses the fuel cell vehicle 11 based on command signals such as an ignition switch 71 and a power switch 72 and detection signals such as a speed sensor 73, an accelerator pedal opening sensor 74, and a brake pedal switch (not shown). Control the operating state of

なお、イグニッションスイッチ71は、運転者の操作に応じて燃料電池車両11の起動および停止を指示する指令信号(IGSW)を出力する。
また、パワースイッチ72は、運転者の操作に応じて燃料電池スタック21の起動(例えば、エアポンプ27の起動など)を指示する指令信号(PSW)を出力する。
The ignition switch 71 outputs a command signal (IGSW) instructing start and stop of the fuel cell vehicle 11 according to the operation of the driver.
Further, the power switch 72 outputs a command signal (PSW) instructing activation of the fuel cell stack 21 (for example, activation of the air pump 27, etc.) according to the operation of the driver.

また、速度センサ73は、燃料電池車両11の速度を検出する。
また、アクセルペダル開度センサ74は、運転者によるアクセルペダルの踏み込みに応じたアクセルペダルのストローク量(アクセル開度)を検出する。
また、ブレーキペダルスイッチは、運転者によるブレーキペダルの操作有無を検出する。
The speed sensor 73 detects the speed of the fuel cell vehicle 11.
The accelerator pedal opening sensor 74 detects the stroke amount (accelerator opening) of the accelerator pedal according to the depression of the accelerator pedal by the driver.
The brake pedal switch detects whether the driver has operated the brake pedal.

また、例えば、ECU61は、バッテリ22の端子間電圧(バッテリ電圧)VBを検出するバッテリ電圧センサ75および電流IBを検出するバッテリ電流センサ76および温度TBを検出するバッテリ温度センサ77の各検出信号に基づき、残容量SOC(State Of Charge)などの各種の状態量を算出する。
そして、算出した各種の状態量に基づいて、バッテリプリチャージ部31およびバッテリコンタクタ部32の導通および遮断を制御することによって、バッテリ22の充電および放電を制御する。
Further, for example, the ECU 61 detects each detection signal of the battery voltage sensor 75 that detects the voltage (battery voltage) VB between the terminals of the battery 22, the battery current sensor 76 that detects the current IB, and the battery temperature sensor 77 that detects the temperature TB. Based on this, various state quantities such as remaining capacity SOC (State Of Charge) are calculated.
Then, based on the calculated various state quantities, the battery precharge unit 31 and the battery contactor unit 32 are controlled to be turned on and off, thereby controlling the charging and discharging of the battery 22.

また、例えば、ECU61は、燃料電池スタック21の端子間電圧(FC電圧)VFを検出するFC電圧センサ78およびパワードライブユニット26の1次側の端子間電圧(PDU電圧)VPを検出するPDU電圧センサ79の各検出信号などに基づき、燃料電池スタック21の状態と、燃料電池車両11と外部給電装置12との接続状態とを制御する。   Further, for example, the ECU 61 detects an inter-terminal voltage (FC voltage) VF of the fuel cell stack 21 and an PDU voltage sensor that detects a primary inter-terminal voltage (PDU voltage) VP of the power drive unit 26. Based on the detection signals 79 and the like, the state of the fuel cell stack 21 and the connection state between the fuel cell vehicle 11 and the external power supply device 12 are controlled.

さらに、ECU61は、燃料電池車両11に接続された外部給電装置12への給電および外部給電装置12の電力変換動作を制御するとともに、外部給電装置12の異常有無を検知する。
例えば、ECU61は、外部給電コンタクタ部35の導通および遮断を制御することによって、燃料電池車両11と外部給電装置12との接続状態および外部給電装置12への給電を制御する。
Further, the ECU 61 controls the power feeding to the external power feeding device 12 connected to the fuel cell vehicle 11 and the power conversion operation of the external power feeding device 12, and detects whether the external power feeding device 12 is abnormal.
For example, the ECU 61 controls the connection state between the fuel cell vehicle 11 and the external power supply device 12 and the power supply to the external power supply device 12 by controlling the conduction and disconnection of the external power supply contactor unit 35.

なお、ECU61には、各種のセンサやスイッチなどとともに、燃料電池車両11の各種の状態を表示する計器類からなるメータ80が接続されている。   Note that the ECU 61 is connected to a meter 80 including various sensors, switches, and the like that display various states of the fuel cell vehicle 11.

外部給電装置12は、例えば、少なくとも1つ以上のインバータ81と、インバータ制御装置82と、を備えて構成されている。   The external power supply device 12 includes, for example, at least one inverter 81 and an inverter control device 82.

インバータ81は、例えば、トランジスタなどのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路および平滑コンデンサなどを備え、インバータ制御装置82から出力されるスイッチング指令信号に基づき、各スイッチング素子のオン(導通)/オフ(遮断)を切り替える。これによって、燃料電池車両11に設けられた給電口11aに嵌合された給電コネクタ12aを介して燃料電池車両11の電源(例えば、燃料電池スタック21と、バッテリ22となど)から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換後の交流電力を外部負荷13に供給可能である。
なお、インバータ81は、例えば、平滑コンデンサ81aを介して外部給電コンタクタ部35に接続されている。
さらに、インバータ81は、例えば、操作者の手動操作などによって操作可能であって、出力電圧を複数の異なる値(例えば、100Vと200Vとなど)に切替可能な電圧可変切替スイッチ81bを備えている。
The inverter 81 includes, for example, a bridge circuit formed by a bridge connection using a plurality of switching elements such as transistors and a smoothing capacitor. Based on a switching command signal output from the inverter control device 82, each switching element is turned on (conducted). ) / Off (blocking). Thus, direct current supplied from the power source of the fuel cell vehicle 11 (for example, the fuel cell stack 21 and the battery 22) via the power supply connector 12a fitted to the power supply port 11a provided in the fuel cell vehicle 11. The power can be converted into AC power, and the converted AC power can be supplied to the external load 13.
The inverter 81 is connected to the external power supply contactor unit 35 through, for example, a smoothing capacitor 81a.
Furthermore, the inverter 81 includes a voltage variable changeover switch 81b that can be operated by, for example, an operator's manual operation and can switch the output voltage to a plurality of different values (for example, 100V and 200V). .

インバータ制御装置82は、例えば、燃料電池車両11のECU61から供給される制御用電力によって作動し、ECU61から出力される各種の指令信号に応じて、インバータ81の電力変換動作および給電コネクタ12aの電磁ロック83の動作を制御することによって外部負荷13への給電を制御する。   The inverter control device 82 is operated by, for example, control power supplied from the ECU 61 of the fuel cell vehicle 11, and in response to various command signals output from the ECU 61, the inverter 81 and the power supply connector 12 a electromagnetically. The power supply to the external load 13 is controlled by controlling the operation of the lock 83.

なお、インバータ81の正極側および負極側の入力端子は、燃料電池車両11の給電口11aに外部給電装置12の給電コネクタ12aが嵌合されることによって、電磁ロック83を介して、燃料電池車両11の正極側および負極側の高圧ライン(HV+),(HV−)に接続可能となる。
電磁ロック83は、インバータ制御装置82の制御によって、インバータ81の正極側および負極側の入力端子と、燃料電池車両11の正極側および負極側の高圧ライン(HV+),(HV−)との間の電気的な接続と遮断とを切り替える。
The input terminal on the positive electrode side and the negative electrode side of the inverter 81 is connected to the power supply port 11a of the fuel cell vehicle 11 by the power supply connector 12a of the external power supply device 12, and the fuel cell vehicle via the electromagnetic lock 83. 11 can be connected to the high voltage lines (HV +) and (HV−) on the positive electrode side and the negative electrode side.
The electromagnetic lock 83 is controlled between the input terminal on the positive electrode side and the negative electrode side of the inverter 81 and the high voltage lines (HV +) and (HV−) on the positive electrode side and the negative electrode side of the fuel cell vehicle 11 under the control of the inverter control device 82. Switch between electrical connection and disconnection.

また、インバータ制御装置82は、例えば、インバータ81の入力電圧(インバータ電圧VI)を検出するインバータ電圧センサ84の検出信号に基づき、外部給電装置12の状態に係る情報の信号を出力する。   Further, the inverter control device 82 outputs a signal of information relating to the state of the external power supply device 12 based on, for example, a detection signal of the inverter voltage sensor 84 that detects an input voltage (inverter voltage VI) of the inverter 81.

インバータ制御装置82は、例えば、給電コネクタ12aに備えられた各コネクタピンに接続されている。
また、燃料電池車両11の給電口11aは、給電コネクタ12aの各コネクタピンに接続される各端子を備え、制御装置36のECU61は、適宜の信号線によって給電口11aの各端子に接続されている。
これらにより、燃料電池車両11のECU61と、インバータ制御装置82とは、燃料電池車両11の給電口11aに外部給電装置12の給電コネクタ12aが嵌合され、この嵌合に伴って給電口11aの複数の端子に給電コネクタ12aの複数のコネクタピンが接続された状態において、相互に各種の信号を送受信可能である。
For example, the inverter control device 82 is connected to each connector pin provided in the power supply connector 12a.
The power supply port 11a of the fuel cell vehicle 11 includes terminals connected to the connector pins of the power supply connector 12a, and the ECU 61 of the control device 36 is connected to the terminals of the power supply port 11a through appropriate signal lines. Yes.
As a result, the ECU 61 of the fuel cell vehicle 11 and the inverter control device 82 are fitted with the power feed connector 12a of the external power feed device 12 in the power feed port 11a of the fuel cell vehicle 11, and with this fitting, the power feed port 11a In a state where the plurality of connector pins of the power feeding connector 12a are connected to the plurality of terminals, various signals can be transmitted / received to / from each other.

なお、燃料電池車両11のECU61とインバータ制御装置82との間で送受信される信号は、例えば、外部給電装置12から外部負荷13への電力の出力要求(給電開始要求)を指示する信号と、外部給電装置12から外部負荷13への電力の出力許可を指示する信号と、燃料電池車両11から外部給電装置12への給電の許可および禁止を指示する信号と、給電口11aと給電コネクタ12aとの嵌合有無を示す信号と、ECU61からインバータ制御装置82へと供給される制御用電圧の信号と、インバータ電圧センサ84により検出されたインバータ電圧(検出値)VIの検出結果の信号と、外部給電装置12が要求する適正電圧を指示する信号と、などである。   In addition, the signal transmitted / received between ECU61 of the fuel cell vehicle 11 and the inverter control apparatus 82 is, for example, a signal instructing a power output request (power supply start request) from the external power supply apparatus 12 to the external load 13; A signal for instructing permission to output power from the external power feeding device 12 to the external load 13, a signal for instructing permission and prohibition of power feeding from the fuel cell vehicle 11 to the external power feeding device 12, a power feeding port 11a and a power feeding connector 12a A signal indicating the presence / absence of the fitting, a voltage signal for control supplied from the ECU 61 to the inverter control device 82, a signal indicating the detection result of the inverter voltage (detected value) VI detected by the inverter voltage sensor 84, and an external And a signal indicating an appropriate voltage required by the power supply device 12.

なお、外部給電装置12が要求する適正電圧は、例えば、外部給電装置12から外部負荷13に所定の出力電圧を出力するための電圧変換動作の効率が所定値以上となるために要する入力電圧などである。
燃料電池車両11のECU61は、例えば、給電口11aと給電コネクタ12aとの嵌合時に外部給電装置12から出力される信号、あるいは、操作者の操作入力に応じてインバータ81の電圧可変切替スイッチ81bから出力される信号などに基づいて、外部給電装置12の適正電圧を把握する。
The appropriate voltage required by the external power supply device 12 is, for example, an input voltage required for the efficiency of the voltage conversion operation for outputting a predetermined output voltage from the external power supply device 12 to the external load 13 to be a predetermined value or more. It is.
The ECU 61 of the fuel cell vehicle 11 is, for example, a voltage variable changeover switch 81b of the inverter 81 in response to a signal output from the external power supply device 12 when the power supply port 11a and the power supply connector 12a are fitted or an operation input by the operator. The appropriate voltage of the external power supply device 12 is grasped based on the signal output from.

本実施の形態による給電システム10は上記構成を備えており、次に、この給電システム10の動作、特に、ECU61の動作について説明する。   The power feeding system 10 according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, the operation of the power feeding system 10, particularly the operation of the ECU 61 will be described.

ECU61は、例えば、燃料電池車両11に接続される外部給電装置12の適正電圧を、推定あるいは外部給電装置12から出力される信号の受信などによって取得する。そして、第1電圧調整器23および第2電圧調整器24の出力電圧、つまりPDU電圧センサ79により検出されるパワードライブユニット26の1次側の端子間電圧(PDU電圧)VPが外部給電装置12の適正電圧に一致するようにして、第1電圧調整器23および第2電圧調整器24の動作を制御する。
なお、ECU61は、第1電圧調整器23および第2電圧調整器24の動作を制御する場合には、例えば、第1電圧調整器23および第2電圧調整器24の両方の電圧変換を制御してもよい。あるいは、ECU61は、例えば、何れか一方(例えば、第2電圧調整器(FCVCU)24など)は遮断状態または直結状態(つまり電圧を変換せずに出力する状態)とし、かつ他方(例えば、第1電圧調整器(BATVCU)23など)の電圧変換を制御してもよい。
The ECU 61 acquires, for example, an appropriate voltage of the external power supply apparatus 12 connected to the fuel cell vehicle 11 by estimation or reception of a signal output from the external power supply apparatus 12. The output voltages of the first voltage regulator 23 and the second voltage regulator 24, that is, the voltage (PDU voltage) VP on the primary side of the power drive unit 26 detected by the PDU voltage sensor 79 is The operation of the first voltage regulator 23 and the second voltage regulator 24 is controlled so as to match the appropriate voltage.
When controlling the operations of the first voltage regulator 23 and the second voltage regulator 24, the ECU 61 controls the voltage conversion of both the first voltage regulator 23 and the second voltage regulator 24, for example. May be. Alternatively, for example, one of the ECUs 61 (for example, the second voltage regulator (FCVCU) 24) is in a cut-off state or a direct connection state (that is, a state in which voltage is not converted), and the other (for example, the first voltage regulator (FCVCU) 24). The voltage conversion of one voltage regulator (BATVCU) 23 or the like may be controlled.

以下に、ECU61の動作の一例について説明する。
先ず、例えば図2に示すステップS01においては、外部給電装置12から外部負荷13への電力の出力要求(給電開始要求)によって外部給電の実施が指示されているか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、ステップS02に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS03に進む。
そして、ステップS02においては、走行用モータ25の駆動による燃料電池車両11の走行中などの運転状態であると判断して、走行用モータ25の駆動などに要する要求電力に応じたPDU電圧VPの目標値を設定する。そして、第1電圧調整器23および第2電圧調整器24の出力電圧がPDU電圧VPの目標値に一致するようにして、第1電圧調整器23および第2電圧調整器24の電圧変換を制御し、エンドに進む。
Below, an example of operation | movement of ECU61 is demonstrated.
First, for example, in step S01 shown in FIG. 2, it is determined whether or not execution of external power supply is instructed by a power output request (power supply start request) from the external power supply device 12 to the external load 13.
If this determination is “NO”, the flow proceeds to step S 02.
On the other hand, if this determination is “YES”, the flow proceeds to step S 03 described later.
In step S02, it is determined that the fuel cell vehicle 11 is in an operating state by driving the driving motor 25, and the PDU voltage VP corresponding to the required power required for driving the driving motor 25 is set. Set the target value. Then, the voltage conversion of the first voltage regulator 23 and the second voltage regulator 24 is controlled so that the output voltages of the first voltage regulator 23 and the second voltage regulator 24 coincide with the target value of the PDU voltage VP. And go to the end.

また、ステップS03においては、外部給電装置12が要求する適正電圧を取得する。
次に、ステップS04においては、第1電圧調整器23および第2電圧調整器24の出力電圧、つまりPDU電圧VPが外部給電装置12の適正電圧に一致するようにして、第1電圧調整器23および第2電圧調整器24の電圧変換を制御し、エンドに進む。
In step S03, an appropriate voltage required by the external power supply device 12 is acquired.
Next, in step S04, the output voltage of the first voltage regulator 23 and the second voltage regulator 24, that is, the PDU voltage VP matches the appropriate voltage of the external power supply device 12, and the first voltage regulator 23 is set. And the voltage conversion of the 2nd voltage regulator 24 is controlled, and it progresses to an end.

例えば図3(A)に示すように、走行用モータ25の駆動による燃料電池車両11の走行時においては、外部給電コンタクタ部35は遮断状態(OFF)に維持され、外部負荷13への供給電力(外部負荷電力)はゼロに維持される。そして、第1電圧調整器23および第2電圧調整器24の出力電圧つまりPDU電圧VPは、走行用モータ25の駆動などに要する要求電力(モータ要求電力)に応じた要求電圧(モータ要求電圧)の変化に従って変化する。   For example, as shown in FIG. 3A, when the fuel cell vehicle 11 is driven by driving the driving motor 25, the external power supply contactor portion 35 is maintained in the cut-off state (OFF), and the power supplied to the external load 13 is maintained. (External load power) is maintained at zero. The output voltage of the first voltage regulator 23 and the second voltage regulator 24, that is, the PDU voltage VP is a required voltage (motor required voltage) corresponding to required power (motor required power) required for driving the traveling motor 25 and the like. It changes according to the change of.

例えば、図3(A)に示す時刻t1以降においてモータ要求電力およびモータ要求電圧が各所定値Pa,Vaに向かい増大傾向に変化すると、この変化に追従するようにして所定値VPaに向かい増大傾向に変化するPDU電圧VPの目標値が設定される。そして、実際のPDU電圧VPが目標値に一致するようにして第1電圧調整器23および第2電圧調整器24の電圧変換が制御されることによって、例えば時刻t1から適宜の時間が経過した後の時刻t2以降においてPDU電圧VPの実値が増大傾向に変化する。   For example, when the motor required power and the motor required voltage change toward the predetermined values Pa and Va after time t1 shown in FIG. 3A, the increase tends toward the predetermined value VPa so as to follow this change. The target value of the PDU voltage VP that changes to is set. Then, by controlling the voltage conversion of the first voltage regulator 23 and the second voltage regulator 24 so that the actual PDU voltage VP matches the target value, for example, after an appropriate time has elapsed from time t1. After time t2, the actual value of the PDU voltage VP changes in an increasing trend.

また、例えば図3(B)に示すように、外部給電装置12から外部負荷13への電力の出力要求(給電開始要求)によって外部給電の実施が指示されている外部給電時においては、外部給電コンタクタ部35は接続状態(ON)に維持され、モータ要求電力はゼロに維持される。そして、PDU電圧VPは、外部負荷13への供給電力(外部負荷電力)に応じた外部給電装置12の適正電圧(インバータ適正電圧)の変化に従って変化する。   For example, as shown in FIG. 3B, when external power feeding is instructed by an output request (power feeding start request) of power from the external power feeding device 12 to the external load 13, external power feeding is performed. The contactor unit 35 is maintained in the connected state (ON), and the required motor power is maintained at zero. The PDU voltage VP changes according to a change in the appropriate voltage (inverter appropriate voltage) of the external power supply device 12 according to the power supplied to the external load 13 (external load power).

例えば、図3(B)に示す時刻t1以降において外部負荷電力およびインバータ適正電圧がステップ状にゼロから各所定値Pb,Vbへと変化すると、この変化に追従するようにしてゼロからステップ状に所定値VPbへと変化するPDU電圧VPの目標値が設定される。そして、実際のPDU電圧VPが目標値に一致するようにして第1電圧調整器23および第2電圧調整器24の電圧変換が制御されることによって、例えばPDU電圧VPの実値が時刻t1から徐々に増大し、適宜の時刻t2において所定値VPbに到達する。   For example, after the time t1 shown in FIG. 3B, when the external load power and the inverter appropriate voltage change from zero to the predetermined values Pb and Vb in a stepped manner, the change from zero to a stepped manner follows this change. A target value of PDU voltage VP that changes to predetermined value VPb is set. Then, the voltage conversion of the first voltage regulator 23 and the second voltage regulator 24 is controlled so that the actual PDU voltage VP coincides with the target value, so that, for example, the actual value of the PDU voltage VP is changed from the time t1. It gradually increases and reaches a predetermined value VPb at an appropriate time t2.

また、外部給電装置12から外部負荷13への電力の出力要求(給電開始要求)を指示する信号を受信した場合に、外部給電コンタクタ部35の遮断状態で、燃料電池スタック21および第2電圧調整器24からの電力供給を停止する。そして、第1電圧調整器23の出力電圧(つまりPDU電圧VP)とインバータ電圧センサ84により検出された入力電圧(インバータ電圧)VIとの差が所定値以内になるようにして第1電圧調整器23の電圧変換を制御した後に、外部給電コンタクタ部35を接続状態にする。   Further, when a signal instructing an output request (power supply start request) of power from the external power supply device 12 to the external load 13 is received, the fuel cell stack 21 and the second voltage adjustment are performed with the external power supply contactor unit 35 disconnected. The power supply from the device 24 is stopped. Then, the first voltage regulator is set such that the difference between the output voltage of the first voltage regulator 23 (that is, the PDU voltage VP) and the input voltage (inverter voltage) VI detected by the inverter voltage sensor 84 is within a predetermined value. After controlling the voltage conversion of 23, the external power supply contactor unit 35 is brought into a connected state.

以下に、給電開始要求を取得したECU61の動作の一例について説明する。
先ず、例えば図4に示すステップS11においては、外部給電コンタクタ部35は接続状態(ON)であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、ステップS12に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS18に進む。
Below, an example of operation | movement of ECU61 which acquired the electric power feeding start request | requirement is demonstrated.
First, for example, in step S11 shown in FIG. 4, it is determined whether or not the external power supply contactor unit 35 is in a connected state (ON).
If this determination is “NO”, the flow proceeds to step S 12.
On the other hand, if this determination is “YES”, the flow proceeds to step S 18 described later.

そして、ステップS12においては、PDU電圧VPとインバータ電圧VIとの電圧差ΔVを算出する。
次に、ステップS13においては、電圧差ΔVの絶対値は所定電圧差以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、ステップS14に進み、このステップS14においては、外部給電コンタクタ部35を遮断状態(OFF)から接続状態(ON)へと切り替え、リターンに進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS15に進む。
In step S12, a voltage difference ΔV between the PDU voltage VP and the inverter voltage VI is calculated.
Next, in step S13, it is determined whether or not the absolute value of the voltage difference ΔV is equal to or smaller than a predetermined voltage difference.
If the determination result is “YES”, the process proceeds to step S14. In step S14, the external power supply contactor unit 35 is switched from the cut-off state (OFF) to the connected state (ON), and the process proceeds to return.
On the other hand, if this determination is “NO”, the flow proceeds to step S15.

そして、ステップS15においては、燃料電池スタック21の端子間電圧(FC電圧)VFは所定電圧よりも大きく、かつFCコンタクタ部34は接続状態(ON)であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、ステップS16に進み、このステップS16においては、第1電圧調整器23の出力電圧に対する指令値(第1出力電圧)にインバータ電圧VIを設定し、第1電圧調整器23の出力電圧がインバータ電圧VIに一致するようにして第1電圧調整器23の電圧変換を制御し、リターンに進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS17に進み、このステップS17においては、FCコンタクタ部34を接続状態(ON)から遮断状態(OFF)へと切り替える、または燃料電池スタック21に対する反応ガスの供給を停止し、リターンに進む。
In step S15, it is determined whether or not the terminal voltage (FC voltage) VF of the fuel cell stack 21 is greater than a predetermined voltage, and the FC contactor 34 is in the connected state (ON).
If this determination is “NO”, the flow proceeds to step S 16, in which the inverter voltage VI is set as the command value (first output voltage) for the output voltage of the first voltage regulator 23, and The voltage conversion of the first voltage regulator 23 is controlled so that the output voltage of the 1 voltage regulator 23 matches the inverter voltage VI, and the process proceeds to return.
On the other hand, if this determination is “YES”, the flow proceeds to step S 17 described later, and in this step S 17, the FC contactor unit 34 is switched from the connected state (ON) to the disconnected state (OFF), or the fuel cell. The supply of the reaction gas to the stack 21 is stopped, and the process proceeds to return.

また、ステップS18においては、燃料電池スタック21に対する反応ガスの供給が停止中であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS20に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS19に進み、このステップS19においては、燃料電池スタック21に対する反応ガスの供給を開始(つまり再開)する。
In step S18, it is determined whether or not the supply of the reaction gas to the fuel cell stack 21 is stopped.
If this determination is “NO”, the flow proceeds to step S 20 described later.
On the other hand, if this determination is “YES”, the flow proceeds to step S 19, and in this step S 19, the supply of the reaction gas to the fuel cell stack 21 is started (that is, resumed).

そして、ステップS20においては、FCコンタクタ部34を遮断状態(OFF)であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、リターンに進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS21に進む。
In step S20, it is determined whether or not the FC contactor unit 34 is in the cut-off state (OFF).
If this determination is “NO”, the flow proceeds to return.
On the other hand, if the determination is “YES”, the flow proceeds to step S21.

次に、ステップS21においては、第1電圧調整器23の出力電圧に対する指令値(第1出力電圧)にFC電圧VFを設定し、第1電圧調整器23の出力電圧がFC電圧VFに一致するようにして第1電圧調整器23の電圧変換を制御する。
次に、ステップS22においては、PDU電圧VPとFC電圧VFとの電圧差ΔVfcを算出する。
次に、ステップS23においては、電圧差ΔVfcの絶対値は所定電圧差以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、リターンに進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS24に進み、このステップS24においては、FCコンタクタ部34を遮断状態(OFF)から接続状態(ON)へと切り替え、リターンに進む。
Next, in step S21, the FC voltage VF is set to the command value (first output voltage) for the output voltage of the first voltage regulator 23, and the output voltage of the first voltage regulator 23 matches the FC voltage VF. In this way, the voltage conversion of the first voltage regulator 23 is controlled.
Next, in step S22, a voltage difference ΔVfc between the PDU voltage VP and the FC voltage VF is calculated.
Next, in step S23, it is determined whether or not the absolute value of the voltage difference ΔVfc is equal to or smaller than a predetermined voltage difference.
If this determination is “NO”, the flow proceeds to return.
On the other hand, if this determination is “YES”, the flow proceeds to step S 24, and in this step S 24, the FC contactor unit 34 is switched from the cutoff state (OFF) to the connected state (ON), and the flow proceeds to return.

ECU61は、例えば図5に示す時刻t0において給電開始要求を取得すると、時刻t1に示すように、FCコンタクタ部34を接続状態(ON)から遮断状態(OFF)へと切り替え、燃料電池スタック21の発電停止を指示し、燃料電池スタック21への反応ガスの供給を停止する。これに伴い、FC電圧VFは一定値に維持される。
なお、例えば図5に示す時刻t0は、FCコンタクタ部34の接続状態(ON)かつ外部給電コンタクタ部35の遮断状態(OFF)において、第2電圧調整器(FCVCU)24の直結状態などに起因して、PDU電圧VPがFC電圧VFと同一かつPDU電圧VPが所定電圧差を超えてインバータ電圧VIよりも大きい状態である。
For example, when the ECU 61 obtains the power supply start request at time t0 shown in FIG. 5, the FC contactor unit 34 is switched from the connected state (ON) to the cut-off state (OFF) as shown at time t1, and the fuel cell stack 21 The power generation stop is instructed, and the supply of the reaction gas to the fuel cell stack 21 is stopped. Accordingly, the FC voltage VF is maintained at a constant value.
For example, the time t0 shown in FIG. 5 is caused by the direct connection state of the second voltage regulator (FCVCU) 24 in the connected state (ON) of the FC contactor unit 34 and the disconnected state (OFF) of the external power supply contactor unit 35. Thus, the PDU voltage VP is the same as the FC voltage VF and the PDU voltage VP exceeds the predetermined voltage difference and is higher than the inverter voltage VI.

そして、ECU61は、例えば時刻t2に示すように、第1電圧調整器23の出力電圧に対する指令値(第1出力電圧)にインバータ電圧VIを設定し、第1電圧調整器23の出力電圧がインバータ電圧VIに一致するようにして第1電圧調整器23の電圧変換を制御する。
なお、図5に示す実施例において、時刻t2以前における第1電圧調整器23の出力電圧に対する指令値(第1出力電圧)は、例えば、適宜の初期値V0とされている。
Then, for example, as shown at time t2, the ECU 61 sets the inverter voltage VI to the command value (first output voltage) for the output voltage of the first voltage regulator 23, and the output voltage of the first voltage regulator 23 is the inverter. The voltage conversion of the first voltage regulator 23 is controlled so as to coincide with the voltage VI.
In the embodiment shown in FIG. 5, the command value (first output voltage) for the output voltage of the first voltage regulator 23 before time t2 is set to an appropriate initial value V0, for example.

そして、例えば時刻t3に示すように、PDU電圧VPとインバータ電圧VIとの電圧差ΔVが所定電圧差以下に到達すると、ECU61は、外部給電コンタクタ部35を遮断状態(OFF)から接続状態(ON)へと切り替える。これに伴い、電圧差ΔVはゼロに向かい収束し、例えば時刻t4に示すように、PDU電圧VPとインバータ電圧VIとは同一になる。   For example, as shown at time t <b> 3, when the voltage difference ΔV between the PDU voltage VP and the inverter voltage VI reaches a predetermined voltage difference or less, the ECU 61 changes the external power supply contactor unit 35 from the disconnected state (OFF) to the connected state (ON ). Accordingly, the voltage difference ΔV converges toward zero, and the PDU voltage VP and the inverter voltage VI become the same, for example, as shown at time t4.

そして、例えば時刻t5に示すように、ECU61は、燃料電池スタック21への反応ガスの供給を再開し、第1電圧調整器23の出力電圧に対する指令値(第1出力電圧)にFC電圧VFを設定し、第1電圧調整器23の出力電圧がFC電圧VFに一致するようにして第1電圧調整器23の電圧変換を制御する。   For example, as shown at time t5, the ECU 61 restarts the supply of the reaction gas to the fuel cell stack 21, and sets the FC voltage VF to the command value (first output voltage) for the output voltage of the first voltage regulator 23. The voltage conversion of the first voltage regulator 23 is controlled so that the output voltage of the first voltage regulator 23 matches the FC voltage VF.

そして、例えば時刻t6に示すように、PDU電圧VPとFC電圧VFとの電圧差ΔVfcが所定電圧差以下に到達すると、ECU61は、FCコンタクタ部34を遮断状態(OFF)から接続状態(ON)へと切り替え、燃料電池スタック21の発電を指示する。これに伴い、電圧差ΔVfcはゼロに向かい収束し、例えば時刻t7に示すように、PDU電圧VPおよびインバータ電圧VIとFC電圧VFとは同一になる。   For example, as shown at time t6, when the voltage difference ΔVfc between the PDU voltage VP and the FC voltage VF reaches a predetermined voltage difference or less, the ECU 61 changes the FC contactor unit 34 from the disconnected state (OFF) to the connected state (ON). And the power generation of the fuel cell stack 21 is instructed. Accordingly, the voltage difference ΔVfc converges toward zero, and the PDU voltage VP, the inverter voltage VI, and the FC voltage VF become the same, for example, as shown at time t7.

なお、図5に示す実施例において、時刻t7以降においては、例えば、第1電圧調整器23の出力電圧に対する指令値(第1出力電圧)として、FC電圧VFが維持されたり、例えば時刻t8以降に示すように、外部給電装置12の要求に応じた適宜の電圧値が設定される。   In the embodiment shown in FIG. 5, after time t7, for example, the FC voltage VF is maintained as a command value (first output voltage) for the output voltage of the first voltage regulator 23, or after time t8, for example. As shown, an appropriate voltage value is set according to the request of the external power supply device 12.

また、ECU61は、例えば図6に示す時刻t0において給電開始要求を取得すると、時刻t1に示すように、FCコンタクタ部34を接続状態(ON)から遮断状態(OFF)へと切り替え、燃料電池スタック21の発電停止を指示し、燃料電池スタック21への反応ガスの供給を停止する。
なお、例えば図6に示す時刻t0は、FCコンタクタ部34の接続状態(ON)かつ外部給電コンタクタ部35の遮断状態(OFF)において、インバータ電圧VIが所定電圧差を超えてPDU電圧VPよりも大きい状態である。
Further, when the ECU 61 obtains a power supply start request at time t0 shown in FIG. 6, for example, as shown at time t1, the FC contactor unit 34 is switched from the connected state (ON) to the cut-off state (OFF), and the fuel cell stack 21 is instructed to stop power generation, and the supply of the reaction gas to the fuel cell stack 21 is stopped.
For example, at time t0 shown in FIG. 6, the inverter voltage VI exceeds a predetermined voltage difference and exceeds the PDU voltage VP in the connected state (ON) of the FC contactor unit 34 and the disconnected state (OFF) of the external power supply contactor unit 35. It is in a big state.

そして、ECU61は、第1電圧調整器23の出力電圧に対する指令値(第1出力電圧)にインバータ電圧VIを設定し、第1電圧調整器23の出力電圧がインバータ電圧VIに一致するようにして第1電圧調整器23の電圧変換を制御する。
なお、図6に示す実施例において、時刻t1以前における第1電圧調整器23の出力電圧に対する指令値(第1出力電圧)は、例えば、適宜の初期値V0とされている。
The ECU 61 sets the inverter voltage VI to the command value (first output voltage) for the output voltage of the first voltage regulator 23 so that the output voltage of the first voltage regulator 23 matches the inverter voltage VI. The voltage conversion of the first voltage regulator 23 is controlled.
In the embodiment shown in FIG. 6, the command value (first output voltage) for the output voltage of the first voltage regulator 23 before time t1 is, for example, an appropriate initial value V0.

そして、例えば時刻t2に示すように、PDU電圧VPとインバータ電圧VIとの電圧差ΔVが所定電圧差以下に到達すると、ECU61は、外部給電コンタクタ部35を遮断状態(OFF)から接続状態(ON)へと切り替える。これに伴い、電圧差ΔVはゼロに向かい収束し、例えば時刻t3に示すように、PDU電圧VPとインバータ電圧VIとは同一になる。   For example, as shown at time t2, when the voltage difference ΔV between the PDU voltage VP and the inverter voltage VI reaches a predetermined voltage difference or less, the ECU 61 changes the external power supply contactor unit 35 from the disconnected state (OFF) to the connected state (ON). ). Accordingly, the voltage difference ΔV converges toward zero, and the PDU voltage VP and the inverter voltage VI become the same, for example, as shown at time t3.

なお、図6に示す実施例において、時刻t3以降においては、例えば、第1電圧調整器23の出力電圧に対する指令値(第1出力電圧)として、一定のインバータ電圧VIが維持されたり、例えば時刻t4以降に示すように、外部給電装置12の要求に応じた適宜の電圧値、あるいは適宜の初期値V0が設定される。   In the embodiment shown in FIG. 6, after time t3, for example, a constant inverter voltage VI is maintained as the command value (first output voltage) for the output voltage of the first voltage regulator 23, for example, at time As shown after t4, an appropriate voltage value or an appropriate initial value V0 according to the request of the external power supply device 12 is set.

上述したように、本実施の形態による給電システム10によれば、外部給電時には第1電圧調整器23および第2電圧調整器24の出力電圧(つまりPDU電圧VP)を外部給電装置12の適正電圧に一致させることができる。これにより、例えば外部給電装置12に電圧調整のための構成を備える場合に比べて、外部給電装置12の構成が複雑化することを防止し、外部給電装置12を小型化することができる。
しかも、パワードライブユニット26の1次側の端子間に外部給電装置12を接続することから、外部給電装置12に印加する電圧を第1電圧調整器23および第2電圧調整器24の電圧変換によって容易に制御することができる。さらに、第1電圧調整器23および第2電圧調整器24の電圧変換によって、燃料電池車両11の走行駆動から外部給電装置12への給電に亘る広範囲の電圧範囲の電力供給を容易に行なうことができ、電力供給の汎用性を向上させることができる。
As described above, according to the power feeding system 10 according to the present embodiment, the output voltage of the first voltage regulator 23 and the second voltage regulator 24 (that is, the PDU voltage VP) is used as the appropriate voltage of the external power feeder 12 during external power feeding. Can match. Thereby, compared with the case where the external electric power feeder 12 is provided with the structure for voltage adjustment, for example, the structure of the external electric power feeder 12 can be prevented from becoming complicated, and the external electric power feeder 12 can be reduced in size.
In addition, since the external power supply device 12 is connected between the terminals on the primary side of the power drive unit 26, the voltage applied to the external power supply device 12 can be easily converted by the voltage conversion of the first voltage regulator 23 and the second voltage regulator 24. Can be controlled. Furthermore, by the voltage conversion of the first voltage regulator 23 and the second voltage regulator 24, it is possible to easily perform power supply in a wide voltage range from the driving driving of the fuel cell vehicle 11 to the power feeding to the external power feeding device 12. And versatility of power supply can be improved.

さらに、外部給電の実行開始時に外部給電コンタクタ部35を遮断状態から接続状態へと切り替えることに先立って、燃料電池スタック21および第2電圧調整器24からの電力供給の停止および第1電圧調整器23の電圧変換によって、PDU電圧VPとインバータ電圧VIとの電圧差を所定電圧差以内にするプリチャージ動作を適切に実行することができる。
これにより、例えばバッテリコンタクタ部32およびFCコンタクタ部34の接続状態(つまり、バッテリ22および燃料電池スタック21からパワードライブユニット26の1次側の端子間に電力供給可能な状態)で突然に給電開始要求が取得された場合などであっても、突入電流の発生を防止することができる。さらに、例えばプリチャージ動作を行なう専用の回路などを設ける必要無しに、プリチャージ動作を適切に実行することができ、システム構成が複雑化することを防止することができる。
Further, before the external power supply contactor unit 35 is switched from the cut-off state to the connected state at the start of the external power supply execution, the supply of power from the fuel cell stack 21 and the second voltage regulator 24 and the first voltage regulator are stopped. By the voltage conversion of 23, a precharge operation for setting the voltage difference between the PDU voltage VP and the inverter voltage VI within a predetermined voltage difference can be appropriately executed.
As a result, for example, suddenly a power supply start request is made in a connection state of the battery contactor unit 32 and the FC contactor unit 34 (that is, a state in which power can be supplied from the battery 22 and the fuel cell stack 21 to the primary terminal of the power drive unit 26). Even when the current is acquired, it is possible to prevent the occurrence of an inrush current. Furthermore, for example, the precharge operation can be appropriately executed without the need for providing a dedicated circuit for performing the precharge operation, and the system configuration can be prevented from becoming complicated.

なお、上述した実施の形態において、外部給電装置12はインバータ81を備え、交流機器である外部負荷13に対して、燃料電池車両11の直流電力を交流電力に変換して供給するとしたが、これに限定されず、例えば、外部負荷13が直流機器である場合、あるいは、外部負荷13がインバータを備える場合などにおいて、外部給電装置12のインバータ81およびインバータ制御装置82は省略されてもよい。
この場合には、例えば、外部給電装置12の適正電圧は、外部負荷13の適正電圧に一致させればよい。
In the above-described embodiment, the external power supply device 12 includes the inverter 81, and the DC power of the fuel cell vehicle 11 is converted into AC power and supplied to the external load 13 that is an AC device. For example, when the external load 13 is a DC device, or when the external load 13 includes an inverter, the inverter 81 and the inverter control device 82 of the external power supply device 12 may be omitted.
In this case, for example, the appropriate voltage of the external power supply device 12 may be matched with the appropriate voltage of the external load 13.

なお、上述した実施の形態において、燃料電池車両11のECU61と、インバータ制御装置82とは、例えば、外部の通信機器(例えば、無線通信の携帯端末など)との間で無線通信可能とされてもよい。この場合、ECU61と、インバータ制御装置82とは、外部の通信機器から送信される制御信号によって制御可能である。
例えば、ECU61は、携帯端末などから無線送信される給電開始要求および外部給電装置12の適正電圧を受信して、PDU電圧VPが外部給電装置12の適正電圧に一致するようにして、第1電圧調整器23および第2電圧調整器24の電圧変換を制御可能である。
In the above-described embodiment, the ECU 61 of the fuel cell vehicle 11 and the inverter control device 82 are capable of wireless communication with, for example, an external communication device (for example, a wireless communication portable terminal). Also good. In this case, the ECU 61 and the inverter control device 82 can be controlled by a control signal transmitted from an external communication device.
For example, the ECU 61 receives a power supply start request wirelessly transmitted from a mobile terminal or the like and an appropriate voltage of the external power supply device 12 so that the PDU voltage VP matches the appropriate voltage of the external power supply device 12. The voltage conversion of the regulator 23 and the second voltage regulator 24 can be controlled.

なお、上述した実施の形態において、給電システム10は燃料電池車両11を備えるとしたが、これに限定されず、燃料電池車両11の代わりに、例えばハイブリッド車両などの他の電動車両を備えてもよい。
これに伴い、外部給電装置12に給電する車両側の電源は、燃料電池スタック21やバッテリ22の他に、電動車両に搭載されたキャパシタや内燃機関により駆動される発電機などであってもよい。
In the above-described embodiment, the power feeding system 10 includes the fuel cell vehicle 11. However, the present invention is not limited to this, and another electric vehicle such as a hybrid vehicle may be included instead of the fuel cell vehicle 11. Good.
Accordingly, the vehicle-side power supply for supplying power to the external power supply device 12 may be a capacitor mounted on an electric vehicle, a generator driven by an internal combustion engine, or the like in addition to the fuel cell stack 21 and the battery 22. .

また、上述した実施の形態において、第2電圧調整器(FCVCU)24は省略されてもよい。
さらに、上述した実施の形態において、例えば燃料電池スタック21の発電停止状態、あるいは、燃料電池スタック21から出力される電力を無視してもよい場合などにおいては、例えば図7に示す変形例のように、ECU61は、PDU電圧VPとインバータ電圧VIとの電圧差ΔVのみに基づいて、外部給電コンタクタ部35を接続状態にしてもよい。
なお、燃料電池スタック21から出力される電力を無視してもよい場合は、例えば、燃料電池スタック21から出力される電力に起因して、バッテリ22の過充電や過電流、外部給電コンタクタ部35の過熱などの不具合が発生しない場合である。
In the above-described embodiment, the second voltage regulator (FCVCU) 24 may be omitted.
Further, in the above-described embodiment, for example, when the power generation stop state of the fuel cell stack 21 or when the power output from the fuel cell stack 21 may be ignored, for example, the modification shown in FIG. In addition, the ECU 61 may place the external power supply contactor unit 35 in a connected state based only on the voltage difference ΔV between the PDU voltage VP and the inverter voltage VI.
When the power output from the fuel cell stack 21 can be ignored, for example, due to the power output from the fuel cell stack 21, overcharge or overcurrent of the battery 22, the external power supply contactor unit 35 This is a case where no problems such as overheating occur.

先ず、例えば図7に示すステップS31においては、外部給電コンタクタ部35は接続状態(ON)であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、ステップS32に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、リターンに進む。
First, for example, in step S31 shown in FIG. 7, it is determined whether or not the external power supply contactor unit 35 is in a connected state (ON).
If this determination is “NO”, the flow proceeds to step S32.
On the other hand, if this determination is “YES”, the flow proceeds to return.

そして、ステップS32においては、PDU電圧VPとインバータ電圧VIとの電圧差ΔVを算出する。
次に、ステップS33においては、電圧差ΔVの絶対値は所定電圧差以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、ステップS34に進み、このステップS34においては、外部給電コンタクタ部35を遮断状態(OFF)から接続状態(ON)へと切り替え、リターンに進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS35に進む。
In step S32, a voltage difference ΔV between the PDU voltage VP and the inverter voltage VI is calculated.
Next, in step S33, it is determined whether or not the absolute value of the voltage difference ΔV is equal to or smaller than a predetermined voltage difference.
If this determination is “YES”, the flow proceeds to step S 34, and in this step S 34, the external power supply contactor unit 35 is switched from the cutoff state (OFF) to the connected state (ON), and the flow proceeds to return.
On the other hand, if this determination is “NO”, the flow proceeds to step S35.

次に、ステップS35においては、第1電圧調整器23の出力電圧に対する指令値(第1出力電圧)にインバータ電圧VIを設定し、第1電圧調整器23の出力電圧がインバータ電圧VIに一致するようにして第1電圧調整器23の電圧変換を制御し、リターンに進む。   Next, in step S35, the inverter voltage VI is set to the command value (first output voltage) for the output voltage of the first voltage regulator 23, and the output voltage of the first voltage regulator 23 matches the inverter voltage VI. In this manner, the voltage conversion of the first voltage regulator 23 is controlled, and the process proceeds to return.

ECU61は、例えば図8に示す時刻t0のように、外部給電コンタクタ部35の遮断状態(OFF)において、PDU電圧VPが所定電圧差を超えてインバータ電圧VIよりも大きい場合に、給電開始要求を取得すると、時刻t1に示すように、第1電圧調整器23の出力電圧に対する指令値(第1出力電圧)にインバータ電圧VIを設定し、第1電圧調整器23の出力電圧がインバータ電圧VIに一致するようにして第1電圧調整器23の電圧変換を制御する。
なお、図8に示す実施例において、時刻t1以前における第1電圧調整器23の出力電圧に対する指令値(第1出力電圧)は、例えば、適宜の初期値V0とされている。
For example, at time t0 shown in FIG. 8, the ECU 61 issues a power supply start request when the PDU voltage VP exceeds the predetermined voltage difference and is greater than the inverter voltage VI in the cutoff state (OFF) of the external power supply contactor unit 35. Upon acquisition, as shown at time t1, the inverter voltage VI is set to the command value (first output voltage) for the output voltage of the first voltage regulator 23, and the output voltage of the first voltage regulator 23 is set to the inverter voltage VI. The voltage conversion of the first voltage regulator 23 is controlled so as to match.
In the embodiment shown in FIG. 8, the command value (first output voltage) for the output voltage of the first voltage regulator 23 before the time t1 is set to an appropriate initial value V0, for example.

そして、例えば時刻t2に示すように、PDU電圧VPとインバータ電圧VIとの電圧差ΔVが所定電圧差以下に到達すると、ECU61は、外部給電コンタクタ部35を遮断状態(OFF)から接続状態(ON)へと切り替える。これに伴い、電圧差ΔVはゼロに向かい収束し、例えば時刻t3に示すように、PDU電圧VPとインバータ電圧VIとは同一になる。   For example, as shown at time t2, when the voltage difference ΔV between the PDU voltage VP and the inverter voltage VI reaches a predetermined voltage difference or less, the ECU 61 changes the external power supply contactor unit 35 from the disconnected state (OFF) to the connected state (ON). ). Accordingly, the voltage difference ΔV converges toward zero, and the PDU voltage VP and the inverter voltage VI become the same, for example, as shown at time t3.

なお、図6に示す実施例において、時刻t3以降においては、例えば、第1電圧調整器23の出力電圧に対する指令値(第1出力電圧)として、一定のインバータ電圧VIが維持されたり、例えば時刻t4以降に示すように、外部給電装置12の要求に応じた適宜の電圧値が設定される。   In the embodiment shown in FIG. 6, after time t3, for example, a constant inverter voltage VI is maintained as the command value (first output voltage) for the output voltage of the first voltage regulator 23, for example, at time As shown after t4, an appropriate voltage value according to the request of the external power supply apparatus 12 is set.

以上、説明した本実施形態は、本発明を実施するうえでの一例を示すものであり、本発明が前記した実施形態に限定して解釈されるものではないことは言うまでもない。   The present embodiment described above shows an example in carrying out the present invention, and it goes without saying that the present invention is not construed as being limited to the above-described embodiment.

10 給電システム
11 燃料電池車両(電動車両)
12 外部給電装置
21 燃料電池スタック(第2電源)
22 バッテリ(第1電源)
23 第1電圧調整器(電圧変換装置)
24 第2電圧調整器(第2の電圧変換装置)
25 走行用モータ
35 外部給電コンタクタ部
36 制御装置
61 ECU(制御手段、適正電圧取得手段、要求取得手段)
81 インバータ
84 インバータ電圧センサ(入力電圧取得手段)
10 Power Supply System 11 Fuel Cell Vehicle (Electric Vehicle)
12 External power supply device 21 Fuel cell stack (second power supply)
22 Battery (first power supply)
23 First voltage regulator (voltage converter)
24 Second voltage regulator (second voltage converter)
25 traveling motor 35 external power supply contactor section 36 control device 61 ECU (control means, appropriate voltage acquisition means, request acquisition means)
81 Inverter 84 Inverter voltage sensor (input voltage acquisition means)

Claims (3)

電動車両と、該電動車両に着脱可能な外部給電装置と、を備える給電システムであって、
前記電動車両は、
第1電源および第2電源と、
並列に接続された前記第1電源および前記第2電源の電力により駆動する走行用モータと、
前記第1電源の電圧を変換して出力可能な電圧変換装置と、
前記外部給電装置の適正電圧を取得する適正電圧取得手段と、
制御手段と、を備え、
前記外部給電装置は、前記電圧変換装置の出力側に接続可能であり、
前記制御手段は、前記電圧変換装置の出力電圧が前記適正電圧取得手段によって取得された前記適正電圧に一致するようにして、前記電圧変換装置の電圧変換を制御することを特徴とする給電システム。
An electric power supply system comprising an electric vehicle and an external electric power supply device that can be attached to and detached from the electric vehicle,
The electric vehicle is
A first power source and a second power source;
A traveling motor driven by the power of the first power source and the second power source connected in parallel;
A voltage converter capable of converting and outputting the voltage of the first power source;
Appropriate voltage acquisition means for acquiring an appropriate voltage of the external power supply device;
Control means,
The external power supply device can be connected to the output side of the voltage converter,
The power supply system, wherein the control means controls voltage conversion of the voltage converter such that an output voltage of the voltage converter matches the appropriate voltage acquired by the appropriate voltage acquisition means.
前記電動車両と前記外部給電装置との接続と遮断とを切替可能な外部給電コンタクタと、
前記外部給電装置の給電開始要求を取得する要求取得手段と、
前記外部給電装置の入力電圧を取得する入力電圧取得手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記要求取得手段によって前記給電開始要求が取得された場合に、前記外部給電コンタクタの遮断状態で、前記第2電源の電力供給を停止し、前記電圧変換装置の出力電圧と前記入力電圧取得手段によって取得された前記入力電圧との差が所定差以内になるようにして前記電圧変換装置の電圧変換を制御した後に、前記外部給電コンタクタを接続状態にすることを特徴とする請求項1に記載の給電システム。
An external power supply contactor capable of switching between connection and disconnection between the electric vehicle and the external power supply device;
Request acquisition means for acquiring a power supply start request of the external power supply device;
Input voltage acquisition means for acquiring an input voltage of the external power supply device;
With
When the power supply start request is acquired by the request acquisition unit, the control unit stops the power supply of the second power supply in a cut-off state of the external power supply contactor, and outputs the output voltage of the voltage converter and the The external power supply contactor is set in a connected state after controlling voltage conversion of the voltage converter such that a difference from the input voltage acquired by the input voltage acquiring means is within a predetermined difference. Item 2. The power feeding system according to Item 1.
前記第2電源の電圧を変換して出力可能な第2の電圧変換装置を備え、
前記外部給電装置は、前記電圧変換装置の出力側と前記第2の電圧変換装置の出力側との間に接続可能であり、
前記制御手段は、前記電圧変換装置および前記第2の電圧変換装置の出力電圧が前記適正電圧に一致するようにして、前記電圧変換装置および前記第2の電圧変換装置の電圧変換を制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の給電システム。
A second voltage converter capable of converting and outputting the voltage of the second power supply;
The external power supply device can be connected between the output side of the voltage converter and the output side of the second voltage converter,
The control means controls voltage conversion of the voltage converter and the second voltage converter such that output voltages of the voltage converter and the second voltage converter coincide with the appropriate voltage. The power feeding system according to claim 1, wherein:
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