JP2015138760A

JP2015138760A - power output device

Info

Publication number: JP2015138760A
Application number: JP2014011579A
Authority: JP
Inventors: 白井　和成; Kazunari Shirai; 白井　　和成
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2015-07-30

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power output device capable of efficiently performing external power supply from a plurality of routes of fuel cell systems.SOLUTION: A power output device 1 comprises: a plurality of routes of fuel cell systems 100, 200 which include fuel cells 110, 210 for supplying generated electric energy to main machines MG 140, 240 and whose power generation amount can be controlled for each route; a power supply port 400 configured so as to supply power generated by the plurality of routes of fuel cell systems 100, 200 to an external device; a power addition unit 300 which adjusts power to be supplied from the plurality of routes of fuel cell systems 100, 200 to the power supply port 400; and a power generation control unit 500 which acquires system states of the plurality of routes of fuel cell systems 100, 200, and determines a power generation ratio between the plurality of routes of fuel cell systems 100, 200 depending on the system states. Thereby, continuous power supply to the external device is enabled without changing over the power supply port.

Description

本発明は、電力出力装置に関する。 The present invention relates to a power output apparatus.

従来、燃料電池システムを搭載した車両が公知である。例えば特許文献１では、燃料電池と、キャパシタなどの蓄電器と、走行用インバータと、走行用モータと、補機インバータと、補機モータ等が１つのシステムとして構成されている。また、特許文献１では、車両の外部へ電力を供給する給電口が設けられる。 Conventionally, vehicles equipped with a fuel cell system are known. For example, in Patent Document 1, a fuel cell, a capacitor such as a capacitor, a traveling inverter, a traveling motor, an auxiliary inverter, an auxiliary motor, and the like are configured as one system. Moreover, in patent document 1, the electric power feeding port which supplies electric power to the exterior of a vehicle is provided.

特開２００８−２８５１１３号公報JP 2008-285113 A

ところで、例えば燃料電池バスのように大きな駆動力を要する場合、燃料電池システムが２系統搭載されることがある。燃料電池システムが２系統搭載される場合、システム毎に給電口を設けると、一方の給電口から給電して燃料ガスである水素残量が少なくなった場合、一旦給電を止めて他方の給電口からの給電に切り替える必要がある。また、一方のシステムから連続的に電力を供給すると、一方のシステムの部品の過熱により発電量が不足する、あるいは、製品寿命に差がつく虞がある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数系統の燃料電池システムから高効率に外部給電可能な電力出力装置を提供することにある。 By the way, when a large driving force is required, such as a fuel cell bus, two fuel cell systems may be mounted. When two fuel cell systems are installed, if a power supply port is provided for each system, power supply from one power supply port and when the remaining amount of hydrogen as fuel gas decreases, the power supply is temporarily stopped and the other power supply port It is necessary to switch to power supply from. Further, if power is continuously supplied from one system, the amount of power generation may be insufficient due to overheating of the components of one system, or there may be a difference in product life.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a power output device capable of externally feeding power from a plurality of fuel cell systems with high efficiency.

本発明の電力出力装置は、複数系統の燃料電池システムと、給電部と、電力調整部と、制御部と、を備える。
燃料電池システムは、燃料ガスと酸化剤ガスとの化学反応により電気エネルギを発生させ、発生したエネルギを負荷に供給する燃料電池を有する。複数系統の燃料電池システムは、系統毎に発電量を制御可能である。 The power output apparatus of the present invention includes a plurality of fuel cell systems, a power feeding unit, a power adjusting unit, and a control unit.
The fuel cell system includes a fuel cell that generates electrical energy by a chemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas and supplies the generated energy to a load. The fuel cell system of a plurality of systems can control the power generation amount for each system.

給電部は、複数系統の燃料電池システムにて発電された電力を外部装置へ給電可能に構成される。
電力調整部は、複数系統の燃料電池システムから給電部へ供給する電力を調整する。
制御部は、複数系統の燃料電池システムのシステム状態を取得する取得手段、および、システム状態に応じて複数系統の燃料電池システムにおける発電比率を決定する発電比率決定手段を有する。 The power feeding unit is configured to be able to feed power generated by a plurality of fuel cell systems to an external device.
The power adjusting unit adjusts the power supplied from the multiple fuel cell systems to the power feeding unit.
The control unit includes an acquisition unit that acquires the system state of the fuel cell system of a plurality of systems, and a power generation ratio determination unit that determines a power generation ratio in the fuel cell system of the plurality of systems according to the system state.

本発明では、複数系統の燃料電池システムから給電部へ供給される電力を調整する電力調整部を備え、１つの給電部から外部装置へ給電することができる。これにより、系統毎に給電部を設ける場合と比較し、全ての系統の燃料ガス残量が低下するまで、給電部を切り替えることなく、外部装置へ連続的に給電することができる。
また、制御部では、システム状態を監視し、システム状態に応じて発電比率を決定するので、複数系統の燃料電池システムのシステム状態を均等化することができる。 In the present invention, a power adjustment unit that adjusts the power supplied from a plurality of fuel cell systems to the power supply unit is provided, and power can be supplied from one power supply unit to an external device. Thereby, compared with the case where a power supply unit is provided for each system, it is possible to continuously supply power to an external device without switching the power supply unit until the remaining amount of fuel gas in all systems decreases.
Further, since the control unit monitors the system state and determines the power generation ratio according to the system state, it is possible to equalize the system states of a plurality of fuel cell systems.

本発明の第１実施形態の電力出力装置の構成を示すシステム図である。1 is a system diagram illustrating a configuration of a power output device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態の発電制御処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the electric power generation control process of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態の発電制御処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the electric power generation control process of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態の発電制御処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the electric power generation control process of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態の電力出力装置の構成を示すシステム図である。It is a system diagram which shows the structure of the power output device of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態の発電制御処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the electric power generation control process of 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明による電力出力装置を図面に基づいて説明する。なお、以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による電力出力装置を図１および図２に示す。
本形態の電力出力装置１は、２系統の燃料電池システム１００、２００、電力調整部としての電力加算部３００、給電部としての給電口４００、および、制御部としての発電制御部５００を備え、例えば燃料電池バス等である燃料電池車両５に搭載される。以下、第１燃料電池システム１００を構成する各構成要素に１００番台を付番し、第２燃料電池システム２００を構成する各構成要素に２００番台を付番する。下２ケタの付番が同じ構成要素は、特段の説明がない限り、第１燃料電池システム１００と第２燃料電池システム２００とで実質的に同様であるものとし、以下、第１燃料電池システム１００を中心に説明する。 Hereinafter, a power output device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, in a plurality of embodiments, substantially the same configuration is denoted by the same reference numeral, and description thereof is omitted.
(First embodiment)
A power output apparatus according to a first embodiment of the present invention is shown in FIGS.
The power output device 1 of the present embodiment includes two fuel cell systems 100 and 200, a power addition unit 300 as a power adjustment unit, a power supply port 400 as a power supply unit, and a power generation control unit 500 as a control unit, For example, it is mounted on a fuel cell vehicle 5 such as a fuel cell bus. Hereinafter, the 100th series is assigned to each component constituting the first fuel cell system 100, and the 200th series is assigned to each component constituting the second fuel cell system 200. The components having the same lower two-digit number are assumed to be substantially the same in the first fuel cell system 100 and the second fuel cell system 200 unless otherwise specified, and hereinafter the first fuel cell system. 100 will be mainly described.

第１燃料電池システム１００は、燃料電池１１０、蓄電部１２０、昇圧コンバータ１３０、昇降圧コンバータ１３５、主機モータジェネレータ（以下、「モータジェネレータ」を「ＭＧ」と記す。）１４０、主機インバータ１４５等を備える。 The first fuel cell system 100 includes a fuel cell 110, a power storage unit 120, a boost converter 130, a step-up / down converter 135, a main motor generator (hereinafter, “motor generator” is referred to as “MG”) 140, a main motor inverter 145, and the like. Prepare.

燃料電池１１０は、水素と空気中の酸素との電気化学反応により発電するセルが積層される燃料電池スタックにより構成される。 The fuel cell 110 is configured by a fuel cell stack in which cells that generate power by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen in the air are stacked.

水素タンク１１１には、燃料ガスとしての水素が高圧で充填される。水素タンク１１１に充填された水素は、シャットバルブ１１２およびレギュレータ１１３を経由して、燃料電池１１０へ供給される。水素タンク１１１には、水素タンク１１１内の水素の残圧を検出するための残圧センサ１１４が設けられる。残圧センサ１１４の残圧値Ｐ１は、水素タンク１１１の水素の残量に係る情報として発電制御部５００へ出力される。 The hydrogen tank 111 is filled with hydrogen as a fuel gas at a high pressure. The hydrogen filled in the hydrogen tank 111 is supplied to the fuel cell 110 via the shut valve 112 and the regulator 113. The hydrogen tank 111 is provided with a residual pressure sensor 114 for detecting the residual pressure of hydrogen in the hydrogen tank 111. The residual pressure value P1 of the residual pressure sensor 114 is output to the power generation control unit 500 as information related to the remaining amount of hydrogen in the hydrogen tank 111.

また、燃料電池１１０には、エアコンプレッサ１１５を経由し、酸化剤ガスとしての空気が供給される。また、未反応の水素を燃料電池１１０に再供給するための図示しない水素循環路には、水素ポンプ１１６が設けられる。
本形態では、エアコンプレッサ１１５および水素ポンプ１１６がアクチュエータ１１７を構成する。エアコンプレッサ１１５および水素ポンプ１１６の回転数および運転時間は、アクチュエータ１１７の運転負荷に係る情報として発電制御部５００へ出力される。 The fuel cell 110 is supplied with air as an oxidant gas via an air compressor 115. A hydrogen pump 116 is provided in a hydrogen circulation path (not shown) for resupplying unreacted hydrogen to the fuel cell 110.
In this embodiment, the air compressor 115 and the hydrogen pump 116 constitute the actuator 117. The rotation speed and operation time of the air compressor 115 and the hydrogen pump 116 are output to the power generation control unit 500 as information related to the operation load of the actuator 117.

燃料電池１１０で発電された電力は、昇圧コンバータ１３０および主機インバータ１４５を経由し、主機ＭＧ１４０に供給される。また、燃料電池１１０で発電された電力は、昇圧コンバータ１３０および昇降圧コンバータ１３５を経由し、蓄電部１２０に充電可能に構成される。 The electric power generated by the fuel cell 110 is supplied to the main machine MG 140 via the boost converter 130 and the main machine inverter 145. Further, the electric power generated by the fuel cell 110 is configured to be able to charge the power storage unit 120 via the boost converter 130 and the step-up / down converter 135.

蓄電部１２０は、二次電池により充放電可能に構成される。蓄電部１２０は、二次電池に限らず、例えば電気二重層キャパシタ等を用いてもよい。蓄電部１２０の電力は、昇降圧コンバータ１３５および主機インバータ１４５を経由し、主機ＭＧ１４０に供給される。また、蓄電部１２０は、燃料電池１１０により発電された電力、および、主機ＭＧ１４０の回生制動により生じた電力により充電される。 The power storage unit 120 is configured to be chargeable / dischargeable by a secondary battery. The power storage unit 120 is not limited to a secondary battery, and for example, an electric double layer capacitor may be used. The electric power of power storage unit 120 is supplied to main unit MG 140 via buck-boost converter 135 and main unit inverter 145. Power storage unit 120 is charged with electric power generated by fuel cell 110 and electric power generated by regenerative braking of main engine MG 140.

昇圧コンバータ１３０は、燃料電池１１０と主機インバータ１４５との間に接続され、燃料電池１１０にて発電された電力を所定の電圧に昇圧する。
昇降圧コンバータ１３５は、昇圧コンバータ１３０と主機インバータ１４５とを接続する接続ライン１３７と蓄電部１２０との間に接続される。 Boost converter 130 is connected between fuel cell 110 and main machine inverter 145 and boosts the electric power generated by fuel cell 110 to a predetermined voltage.
Buck-boost converter 135 is connected between power storage unit 120 and connection line 137 connecting boost converter 130 and main machine inverter 145.

昇降圧コンバータ１３５は、燃料電池車両５の走行状況や燃料電池１１０の発電量、蓄電部１２０のＳＯＣ（State of Charge）等に応じ、蓄電部１２０側の電圧が接続ライン１３７側の電圧より高くなるようにし、蓄電部１２０側から接続ライン１３７側へ電力を供給可能にする。また、昇降圧コンバータ１３５は、燃料電池車両５の走行状況や燃料電池１１０の発電量、蓄電部１２０のＳＯＣ等に応じ、蓄電部１２０側の電圧が接続ライン１３７側の電圧より低くなるようにし、燃料電池１１０により発電された電力および主機ＭＧ１４０の回生制動により発電された電力を蓄電部１２０側へ供給可能にする。このように昇降圧コンバータ１３５の電圧を制御することにより、蓄電部１２０の充放電を切り替える。 In the step-up / down converter 135, the voltage on the power storage unit 120 side is higher than the voltage on the connection line 137 side according to the traveling state of the fuel cell vehicle 5, the power generation amount of the fuel cell 110, the SOC (State of Charge) of the power storage unit 120, and the like. Thus, power can be supplied from the power storage unit 120 side to the connection line 137 side. Further, the step-up / down converter 135 causes the voltage on the power storage unit 120 side to be lower than the voltage on the connection line 137 side in accordance with the traveling state of the fuel cell vehicle 5, the amount of power generated by the fuel cell 110, the SOC of the power storage unit 120, and the like. The electric power generated by the fuel cell 110 and the electric power generated by the regenerative braking of the main engine MG 140 can be supplied to the power storage unit 120 side. By controlling the voltage of the step-up / down converter 135 in this manner, charging / discharging of the power storage unit 120 is switched.

昇圧コンバータ１３０には、ＩＧＢＴ素子、リアクトル、および、平滑コンデンサ等の通電により発熱する部品が用いられる。温度センサ１３１は、ＩＧＢＴ素子温度、リアクトル温度、および、平滑コンデンサ温度等の少なくとも１つを昇圧コンバータ１３０の温度Ｔ１１として検出する。検出された昇圧コンバータ１３０の温度Ｔ１１は、昇圧コンバータ１３０の発熱量に係る情報として、発電制御部５００へ出力される。 Boost converter 130 uses components that generate heat when energized, such as an IGBT element, a reactor, and a smoothing capacitor. Temperature sensor 131 detects at least one of an IGBT element temperature, a reactor temperature, a smoothing capacitor temperature, and the like as temperature T11 of boost converter 130. The detected temperature T11 of boost converter 130 is output to power generation control unit 500 as information related to the amount of heat generated by boost converter 130.

同様に、昇降圧コンバータ１３５は、ＩＧＢＴ素子、リアクトル、および、平滑コンデンサ等の通電により発熱する部品が用いられる。温度センサ１３６は、ＩＧＢＴ素子温度、リアクトル温度、および、平滑コンデンサ温度等の少なくとも１つを昇降圧コンバータ１３５の温度Ｔ１２として検出する。検出された昇降圧コンバータ１３５の温度Ｔ１２は、昇降圧コンバータ１３５の発熱量に係る情報として、発電制御部５００へ出力される。 Similarly, the buck-boost converter 135 uses components that generate heat when energized, such as an IGBT element, a reactor, and a smoothing capacitor. Temperature sensor 136 detects at least one of IGBT element temperature, reactor temperature, smoothing capacitor temperature, and the like as temperature T12 of buck-boost converter 135. The detected temperature T12 of the buck-boost converter 135 is output to the power generation control unit 500 as information relating to the amount of heat generated by the buck-boost converter 135.

主機ＭＧ１４０は、主機インバータ１４５を経由し、燃料電池１１０および蓄電部１２０から電力が供給され、電動機として機能する。また、主機ＭＧ１４０は、燃料電池車両５の回生制動により発電する発電機として機能し、発電された電力は、主機インバータ１４５および昇降圧コンバータ１３５を経由して蓄電部１２０へ供給される。
第１燃料電池システム１００の主機ＭＧ１４０の出力軸１４１、および、第２燃料電池システム２００の主機ＭＧ２４０の出力軸２４１は、ギア１９によって接続され、車軸１３を介して車輪１４を駆動する。 Main machine MG 140 is supplied with electric power from fuel cell 110 and power storage unit 120 via main machine inverter 145 and functions as an electric motor. Main engine MG 140 functions as a generator that generates power by regenerative braking of fuel cell vehicle 5, and the generated electric power is supplied to power storage unit 120 via main apparatus inverter 145 and step-up / down converter 135.
The output shaft 141 of the main engine MG 140 of the first fuel cell system 100 and the output shaft 241 of the main engine MG 240 of the second fuel cell system 200 are connected by the gear 19 and drive the wheels 14 via the axle 13.

主機インバータ１４５は、燃料電池１１０および蓄電部１２０から供給される直流電力を交流電力に変換し、主機ＭＧ１４０へ供給する。また、回生制動にて主機ＭＧ１４０にて発電された交流電力を直流電力に変換し、蓄電部１２０へ供給する。 Main machine inverter 145 converts the DC power supplied from fuel cell 110 and power storage unit 120 into AC power and supplies it to main machine MG 140. Further, AC power generated by main machine MG 140 by regenerative braking is converted to DC power and supplied to power storage unit 120.

以上が第１燃料電池システム１００に係る構成であり、第２燃料電池システム２００も同様の構成を備えている。
また、第２燃料電池システム２００の蓄電部２２０と昇降圧コンバータ２３５との間には、車両補機６００が接続される。車両補機６００は、ＤＣＤＣコンバータ６０１、空調用エアコン６０２、ブレーキ用アクチュエータ６０３、および、パワステ用アクチュエータ６０４等を有し、これらの駆動に第２燃料電池システム２００の電力が用いられる。 The above is the configuration related to the first fuel cell system 100, and the second fuel cell system 200 has the same configuration.
In addition, vehicle auxiliary device 600 is connected between power storage unit 220 of second fuel cell system 200 and step-up / down converter 235. The vehicle auxiliary machine 600 includes a DCDC converter 601, an air conditioner 602, a brake actuator 603, a power steering actuator 604, and the like, and the electric power of the second fuel cell system 200 is used for driving these components.

本形態では、水素タンク１１１、２１１が「燃料タンク」に対応し、残圧センサ１１４の残圧値Ｐ１および残圧センサ２１４の残圧値Ｐ２が「燃料ガスの残量」に対応する。
昇圧コンバータ１３０、２３０および昇降圧コンバータ１３５、２３５が「発熱部品」に対応し、温度センサ１３１、１３６、２３１、２３６により検出される温度Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２が、「発熱部品の発熱量」に対応する。
また、主機ＭＧ１４０、２４０、および、車両補機６００が、「負荷」に対応する。 In this embodiment, the hydrogen tanks 111 and 211 correspond to “fuel tanks”, and the residual pressure value P1 of the residual pressure sensor 114 and the residual pressure value P2 of the residual pressure sensor 214 correspond to “remaining amount of fuel gas”.
The boost converters 130 and 230 and the step-up / down converters 135 and 235 correspond to “heat generating components”, and the temperatures T11, T12, T21, and T22 detected by the temperature sensors 131, 136, 231, and 236 are “heat generation amounts of the heat generating components”. ".
Main machines MG 140 and 240 and vehicle auxiliary machine 600 correspond to “load”.

電力加算部３００は、第１燃料電池システム１００の蓄電部１２０と昇降圧コンバータ１３５との間から、燃料電池１１０にて発電された電力が供給可能に構成される。また、電力加算部３００は、第２燃料電池システム２００の蓄電部２２０と昇降圧コンバータ２３５との間から、燃料電池２１０にて発電された電力が供給可能に構成される。これにより、電力加算部３００には、燃料電池１１０、２１０にて発電された電力が供給される。電力加算部３００に供給される燃料電池１１０、２１０にて発電された電力は、足し合わされて給電口４００へ供給される。 The power adding unit 300 is configured to be able to supply power generated by the fuel cell 110 from between the power storage unit 120 and the buck-boost converter 135 of the first fuel cell system 100. The power adding unit 300 is configured to be able to supply power generated by the fuel cell 210 from between the power storage unit 220 and the step-up / down converter 235 of the second fuel cell system 200. As a result, the power added by the fuel cells 110 and 210 is supplied to the power adding unit 300. The electric power generated by the fuel cells 110 and 210 supplied to the electric power adding unit 300 is added and supplied to the power supply port 400.

給電口４００は、電力加算部３００と接続され、燃料電池１１０、２１０にて発電された電力を図示しない外部装置へ供給可能に構成される。給電口４００は、外部装置へ電力を供給するための図示しない給電コネクタを挿抜可能に構成される。
本形態では、２系統の燃料電池システム１００、２００に対し、１つの給電口４００が設けられる。 The power supply port 400 is connected to the power adding unit 300 and configured to be able to supply power generated by the fuel cells 110 and 210 to an external device (not shown). The power supply port 400 is configured such that a power supply connector (not shown) for supplying power to an external device can be inserted and removed.
In this embodiment, one power supply port 400 is provided for the two fuel cell systems 100 and 200.

発電制御部５００は、マイクロコンピュータ等により構成され、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、および、これらを接続するバスライン等を備え、予め記憶されたプログラムをＣＰＵにより実行するソフトウェア処理や、専用の電子回路によるハードウェア処理によって制御を実行する。本形態では、発電制御部５００は、第１燃料電池システム１００および第２燃料電池システム２００のシステム状態を監視し、システム状態に基づき、燃料電池１１０、２１０の発電比率を決定する。
本形態では、システム状態として、残圧センサ１１４により検出される水素タンク１１１の残圧値Ｐ１、および、残圧センサ２１４により検出される水素タンク２１１の残圧値Ｐ２を監視する。 The power generation control unit 500 is configured by a microcomputer or the like, and includes a CPU, ROM, RAM, I / O, a bus line that connects these, and a software process that executes a prestored program by the CPU. Control is executed by hardware processing by a dedicated electronic circuit. In this embodiment, the power generation control unit 500 monitors the system states of the first fuel cell system 100 and the second fuel cell system 200 and determines the power generation ratio of the fuel cells 110 and 210 based on the system state.
In this embodiment, the residual pressure value P1 of the hydrogen tank 111 detected by the residual pressure sensor 114 and the residual pressure value P2 of the hydrogen tank 211 detected by the residual pressure sensor 214 are monitored as the system state.

ここで、発電制御部５００における発電制御処理を図２に示すフローチャートに基づいて説明する。発電制御処理は、給電口４００から外部装置へ外部給電中に、所定の間隔にて実行される。すなわち、例えば、給電口４００に給電コネクタが接続されているときや、給電開始スイッチがオンされているときに実行される。 Here, the power generation control processing in the power generation control unit 500 will be described based on the flowchart shown in FIG. The power generation control process is executed at predetermined intervals during external power supply from the power supply port 400 to the external device. That is, for example, it is executed when a power supply connector is connected to the power supply port 400 or when a power supply start switch is turned on.

最初のステップＳ１０１（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」で示す。）では、燃料電池１１０、２１０が発電中か否かを判断する。燃料電池１１０、２１０が発電中ではないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、以下の処理を行わない。燃料電池１１０、２１０が発電中であると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。
Ｓ１０２では、残圧センサ１１４により検出される水素タンク１１１の残圧値Ｐ１、および、残圧センサ１１４により検出される水素タンク２１１の残圧値Ｐ２を取得する。 In the first step S101 (hereinafter, “step” is omitted and simply indicated by the symbol “S”), it is determined whether or not the fuel cells 110 and 210 are generating power. When it is determined that the fuel cells 110 and 210 are not generating power (S101: NO), the following processing is not performed. When it is determined that the fuel cells 110 and 210 are generating power (S101: YES), the process proceeds to S102.
In S102, the residual pressure value P1 of the hydrogen tank 111 detected by the residual pressure sensor 114 and the residual pressure value P2 of the hydrogen tank 211 detected by the residual pressure sensor 114 are acquired.

Ｓ１０３では、水素タンク１１１の残圧値Ｐ１が水素タンク２１１の残圧値Ｐ２より大きいか否かを判断する。水素タンク１１１の残圧値Ｐ１が水素タンク２１１の残圧値Ｐ２より大きいと判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、Ｓ１０４へ移行する。水素タンク１１１の残圧値Ｐ１が水素タンク２１１の残圧値Ｐ２以下であると判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、Ｓ１０５へ移行する。 In S103, it is determined whether or not the residual pressure value P1 of the hydrogen tank 111 is greater than the residual pressure value P2 of the hydrogen tank 211. When it is determined that the residual pressure value P1 of the hydrogen tank 111 is greater than the residual pressure value P2 of the hydrogen tank 211 (S103: YES), the process proceeds to S104. When it is determined that the residual pressure value P1 of the hydrogen tank 111 is equal to or less than the residual pressure value P2 of the hydrogen tank 211 (S103: NO), the process proceeds to S105.

Ｓ１０４では、燃料電池１１０の目標出力値Ｅ１を増加させ、燃料電池２１０の目標出力値Ｅ２を減少させる。
Ｓ１０５では、燃料電池１１０の目標出力値Ｅ１を減少させ、燃料電池２１０の目標出力値Ｅ２を増加させる。 In S104, the target output value E1 of the fuel cell 110 is increased, and the target output value E2 of the fuel cell 210 is decreased.
In S105, the target output value E1 of the fuel cell 110 is decreased, and the target output value E2 of the fuel cell 210 is increased.

燃料電池１１０の目標出力値Ｅ１、および、燃料電池２１０の目標出力値Ｅ２は、例えば、外部装置の要求に応じて決定される総電力出力値Ｅａ、および、水素タンク１１１の残圧値Ｐ１と水素タンク２１１の残圧値Ｐ２との比に基づき、式（１）、（２）にて決定される。
Ｅ１＝Ｅａ×Ｐ１／（Ｐ１＋Ｐ２）・・・（１）
Ｅ２＝Ｅａ×Ｐ２／（Ｐ１＋Ｐ２）・・・（２） The target output value E1 of the fuel cell 110 and the target output value E2 of the fuel cell 210 are, for example, the total power output value Ea determined according to the request of the external device, and the residual pressure value P1 of the hydrogen tank 111. Based on the ratio with the residual pressure value P2 of the hydrogen tank 211, it is determined by equations (1) and (2).
E1 = Ea × P1 / (P1 + P2) (1)
E2 = Ea × P2 / (P1 + P2) (2)

Ｓ１０４またはＳ１０５に続いて移行するＳ１０６では、昇圧コンバータ１３０、２３０からの出力を開始する。昇圧コンバータ１３０、２３０から出力中であれば、出力を継続する。
これにより、水素タンク１１１、２１１の残量が多い系統の発電量を大きくすることにより、第１燃料電池システム１００と第２燃料電池システムとで水素残量が均等化される。 In S106, which is shifted to S104 or S105, output from the boost converters 130 and 230 is started. If the output is being output from the boost converters 130 and 230, the output is continued.
Thus, the remaining amount of hydrogen is equalized between the first fuel cell system 100 and the second fuel cell system by increasing the power generation amount of the system having a large remaining amount of the hydrogen tanks 111 and 211.

以上詳述したように、本形態の電力出力装置１は、複数系統の燃料電池システム１００、２００と、給電口４００と、電力加算部３００と、発電制御部５００と、を備える。
燃料電池システム１００は、水素と酸素との化学反応により電気エネルギを発生させ、発生した電気エネルギを主機ＭＧ１４０に供給する燃料電池１１０を有する。燃料電池システム２００は、水素と酸素との化学反応により電気エネルギを発生させ、発生した電気エネルギを主機ＭＧ２４０および車両補機６００に供給する燃料電池２１０を有する。複数系統の燃料電池システム１００、２００は、系統毎に発電量を制御可能である。 As described above in detail, the power output apparatus 1 of the present embodiment includes the fuel cell systems 100 and 200 of a plurality of systems, the power supply port 400, the power addition unit 300, and the power generation control unit 500.
The fuel cell system 100 includes a fuel cell 110 that generates electric energy by a chemical reaction between hydrogen and oxygen and supplies the generated electric energy to the main engine MG140. The fuel cell system 200 includes a fuel cell 210 that generates electric energy by a chemical reaction between hydrogen and oxygen and supplies the generated electric energy to the main engine MG 240 and the vehicle auxiliary machine 600. The fuel cell systems 100 and 200 of a plurality of systems can control the power generation amount for each system.

給電口４００は、複数系統の燃料電池システム１００、２００にて発電された電力を外部装置へ供給可能に構成される。
電力加算部３００は、複数系統の燃料電池システム１００、２００から給電口４００へ供給する電力を調整する。
発電制御部５００は、複数系統の燃料電池システム１００、２００のシステム状態を取得し（図２中のＳ１０２）、システム状態に応じて複数系統の燃料電池システム１００、２００における発電比率を決定する（Ｓ１０４、Ｓ１０５）。 The power supply port 400 is configured to be able to supply power generated by the fuel cell systems 100 and 200 of a plurality of systems to an external device.
The power adding unit 300 adjusts the power supplied to the power supply port 400 from the fuel cell systems 100 and 200 of a plurality of systems.
The power generation control unit 500 acquires the system state of the fuel cell systems 100 and 200 of a plurality of systems (S102 in FIG. 2), and determines the power generation ratio in the fuel cell systems 100 and 200 of the plurality of systems according to the system state ( S104, S105).

本形態では、複数系統の燃料電池システム１００、２００から給電口４００へ供給される電力を調整する電力加算部３００を備え、１つの給電口４００から外部装置へ給電することができる。これにより、系統毎に給電口を設ける場合と比較し、全ての系統の水素残量が低下するまで、給電口を切り替えることなく、外部装置へ連続的に給電することができる。 In this embodiment, the power adding unit 300 that adjusts the power supplied from the multiple fuel cell systems 100 and 200 to the power supply port 400 is provided, and power can be supplied from one power supply port 400 to an external device. Thereby, compared with the case where a power supply port is provided for each system, it is possible to continuously supply power to the external device without switching the power supply port until the remaining amount of hydrogen in all the systems decreases.

また、本形態では、第２燃料電池システム２００側から車両補機６００に電力が供給されるといった具合に、複数系統の燃料電池システム１００、２００間でシステム状態に偏りがある場合がある。本形態の発電制御部５００では、システム状態を監視し、システム状態に応じて発電比率を決定するので、複数系統の燃料電池システム１００、２００のシステム状態を均等化することができる。 Further, in this embodiment, there is a case where the system state is biased between the fuel cell systems 100 and 200 of a plurality of systems, for example, power is supplied from the second fuel cell system 200 side to the vehicle auxiliary machine 600. Since the power generation control unit 500 of this embodiment monitors the system state and determines the power generation ratio according to the system state, the system states of the fuel cell systems 100 and 200 of a plurality of systems can be equalized.

本形態では、発電制御部５００は、システム状態として、水素が貯留されている水素タンク１１１、２１１内の水素残量を取得する（Ｓ１０２）。また、発電制御部５００は、水素残量に応じて発電比率を決定する（Ｓ１０４、Ｓ１０５）。これにより、水素タンク１１１、２１１内の水素残量を均等化することができる。また、水素タンク１１１、２１１内の水素残量が均等化されるので、外部給電モードから通常走行モードに戻ったとき、例えば一方の系統が水素欠になることによる走行性能の低下を防ぐことができる。 In this embodiment, the power generation control unit 500 acquires the remaining amount of hydrogen in the hydrogen tanks 111 and 211 in which hydrogen is stored as the system state (S102). Further, the power generation control unit 500 determines the power generation ratio according to the remaining amount of hydrogen (S104, S105). Thereby, the hydrogen remaining amount in the hydrogen tanks 111 and 211 can be equalized. Further, since the remaining amount of hydrogen in the hydrogen tanks 111 and 211 is equalized, when returning from the external power feeding mode to the normal traveling mode, for example, it is possible to prevent a decrease in traveling performance due to, for example, one of the systems running out of hydrogen. it can.

電力加算部３００は、複数系統の燃料電池システムにおける発電電力を足し合わせる。これにより、一方の系統の燃料電池システム１００、２００における発電量を、外部装置の要求に応じた総電力出力値Ｅａよりも小さくすることができるので、一方の系統の燃料電池システム１００、２００にて総電力出力値Ｅａを発電する場合と比較し、部品の過熱を防ぐことができるとともに、耐久寿命を延長することができる。
本形態では、図２中のＳ１０２が「取得手段」の機能としての処理に対応し、Ｓ１０３、Ｓ１０４が「発電比率決定手段」の機能としての処理に対応する。 The power adding unit 300 adds the generated power in the fuel cell systems of a plurality of systems. As a result, the power generation amount in the fuel cell system 100, 200 of one system can be made smaller than the total power output value Ea according to the request of the external device. Compared with the case where the total power output value Ea is generated, it is possible to prevent overheating of the parts and to extend the durable life.
In this embodiment, S102 in FIG. 2 corresponds to processing as a function of “acquisition means”, and S103 and S104 correspond to processing as a function of “power generation ratio determination means”.

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による電力出力装置は、発電制御部５００における発電制御処理が第１実施形態と異なっているので、この点を中心に説明する。
本形態では、システム状態として、温度センサ１３１により検出される昇圧コンバータ１３０の温度Ｔ１１、温度センサ１３６により検出される昇降圧コンバータ１３５の温度Ｔ１２、温度センサ２３１により検出される昇圧コンバータ２３０の電子部品の温度Ｔ２１、および、温度センサ２３６により検出される昇降圧コンバータ２３５の電子部品の温度Ｔ２２を発熱量に係る情報として取得し、監視する。 (Second Embodiment)
The power output apparatus according to the second embodiment of the present invention is different from the first embodiment in the power generation control processing in the power generation control unit 500, and thus this point will be mainly described.
In this embodiment, as the system state, the temperature T11 of the boost converter 130 detected by the temperature sensor 131, the temperature T12 of the buck-boost converter 135 detected by the temperature sensor 136, and the electronic components of the boost converter 230 detected by the temperature sensor 231 The temperature T21 and the temperature T22 of the electronic component of the buck-boost converter 235 detected by the temperature sensor 236 are acquired and monitored as information relating to the amount of heat generation.

ここで、本形態の発電制御処理を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。
Ｓ２０１は、図２中のＳ１０１と同様である。
Ｓ２０２では、温度センサ１３１により検出される昇圧コンバータ１３０の温度Ｔ１１、温度センサ１３６により検出される昇降圧コンバータ１３５の温度Ｔ１２、温度センサ２３１により検出される昇圧コンバータ２３０の温度Ｔ２１、および、温度センサ２３６により検出される昇降圧コンバータ２３５の温度Ｔ２２を取得する。 Here, the power generation control processing of this embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG.
S201 is the same as S101 in FIG.
In S202, the temperature T11 of the boost converter 130 detected by the temperature sensor 131, the temperature T12 of the buck-boost converter 135 detected by the temperature sensor 136, the temperature T21 of the boost converter 230 detected by the temperature sensor 231, and the temperature sensor The temperature T22 of the buck-boost converter 235 detected by 236 is acquired.

Ｓ２０３では、第１燃料電池システム１００の電子部品の温度Ｔ１と第２燃料電池システム２００の電子部品の温度Ｔ２とを比較し、第２燃料電池システム２００の温度Ｔ２が、第１燃料電池システム１００の温度Ｔ１よりも高いか否かを判断する。
第１燃料電池システム１００の温度Ｔ１は、例えば昇圧コンバータ１３０の温度Ｔ１１および昇降圧コンバータ１３５の温度Ｔ１２のうち高い方としてもよいし、平均値としてもよい。第２燃料電池システム２００の電子部品の温度Ｔ２も同様に、例えば昇圧コンバータ２３０の温度Ｔ２１および昇降圧コンバータ２３５の温度Ｔ２２のうちの高い方としてもよいし、平均値としてもよい。 In S203, the temperature T1 of the electronic component of the first fuel cell system 100 is compared with the temperature T2 of the electronic component of the second fuel cell system 200, and the temperature T2 of the second fuel cell system 200 is compared with the first fuel cell system 100. It is determined whether the temperature is higher than T1.
The temperature T1 of the first fuel cell system 100 may be, for example, the higher one of the temperature T11 of the boost converter 130 and the temperature T12 of the buck-boost converter 135, or may be an average value. Similarly, the temperature T2 of the electronic component of the second fuel cell system 200 may be, for example, the higher one of the temperature T21 of the boost converter 230 and the temperature T22 of the buck-boost converter 235, or may be an average value.

第２燃料電池システム２００の温度Ｔ２が第１燃料電池システム１００の温度Ｔ１より高いと判断された場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、Ｓ２０４へ移行する。第２燃料電池システム２００の温度Ｔ２が第１燃料電池システム１００の温度Ｔ１以下であると判断された場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、Ｓ２０５へ移行する。
Ｓ２０４〜Ｓ２０６は、図２中のＳ１０４〜Ｓ１０６と同様である。すなわち本形態では、部品温度が高い、すなわち発熱量が大きい系統の燃料電池システムの目標出力値を減少させる。 When it is determined that the temperature T2 of the second fuel cell system 200 is higher than the temperature T1 of the first fuel cell system 100 (S203: YES), the process proceeds to S204. When it is determined that the temperature T2 of the second fuel cell system 200 is equal to or lower than the temperature T1 of the first fuel cell system 100 (S203: NO), the process proceeds to S205.
S204 to S206 are the same as S104 to S106 in FIG. That is, in this embodiment, the target output value of a fuel cell system of a system having a high component temperature, that is, a large calorific value is reduced.

本形態では、発電制御部５００は、システム状態として、燃料電池システム１００、２００を構成する昇圧コンバータ１３０、２３０、および、昇降圧コンバータ１３５、２３５の温度Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２を発熱量として取得する。また、発電制御部５００は、昇圧コンバータ１３０、２３０、および、昇降圧コンバータ１３５、２３５の温度Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２に応じて発電比率を決定する。
これにより、外部給電モードにて長時間連続給電する場合、発熱量が大きい系統の発電量を小さくすることにより、発熱部品の過熱による電力制限を避けることができる。
また、上記形態と同様の効果を奏する。 In the present embodiment, the power generation control unit 500 uses the temperatures T11, T12, T21, and T22 of the boost converters 130 and 230 and the buck-boost converters 135 and 235 that constitute the fuel cell systems 100 and 200 as the system state as the heat generation amount. get. Moreover, the power generation control unit 500 determines the power generation ratio according to the temperatures T11, T12, T21, and T22 of the boost converters 130 and 230 and the step-up / down converters 135 and 235.
Thus, when power is continuously supplied for a long time in the external power supply mode, it is possible to avoid power limitation due to overheating of the heat-generating component by reducing the power generation amount of the system having a large heat generation amount.
In addition, the same effects as in the above embodiment are produced.

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による電力出力装置は、発電制御部５００における発電制御処理が第１実施形態と異なっているので、この点を中心に説明する。
本形態では、システム状態として、第１燃料電池システム１００のアクチュエータ１１７の運転負荷Ｌ１、および、第２燃料電池システム２００のアクチュエータ２１７の運転負荷Ｌ２を取得し、監視する。 (Third embodiment)
The power output apparatus according to the third embodiment of the present invention is different from the first embodiment in the power generation control process in the power generation control unit 500, and thus this point will be mainly described.
In this embodiment, the operating load L1 of the actuator 117 of the first fuel cell system 100 and the operating load L2 of the actuator 217 of the second fuel cell system 200 are acquired and monitored as the system state.

アクチュエータ１１７の運転負荷Ｌ１は、例えば、エアコンプレッサ１１５の回転数に連続運転時間を乗じた値であるエアコンプレッサ負荷ＬＡ１とすることができる。また例えば、アクチュエータ１１７の運転負荷Ｌ１は、水素ポンプ１１６の回転数に連続運転時間を乗じた値である水素ポンプ負荷ＬＨ１とすることができる。また、アクチュエータ１１７の運転負荷Ｌ１は、エアコンプレッサ負荷ＬＡ１と水素ポンプ負荷ＬＨ１との和でもよいし、エアコンプレッサ負荷ＬＡ１または水素ポンプ負荷ＬＨ１のうち大きい方の値としてもよい。なお、エアコンプレッサ負荷ＬＡ１および水素ポンプ負荷ＬＨ１の加算または比較する場合は、適宜係数を乗じてもよい。 The operating load L1 of the actuator 117 can be, for example, an air compressor load LA1 that is a value obtained by multiplying the rotation speed of the air compressor 115 by the continuous operation time. Further, for example, the operation load L1 of the actuator 117 can be a hydrogen pump load LH1 that is a value obtained by multiplying the rotation speed of the hydrogen pump 116 by the continuous operation time. The operating load L1 of the actuator 117 may be the sum of the air compressor load LA1 and the hydrogen pump load LH1, or may be the larger value of the air compressor load LA1 or the hydrogen pump load LH1. In addition, when adding or comparing the air compressor load LA1 and the hydrogen pump load LH1, a coefficient may be appropriately multiplied.

同様に、アクチュエータ２１７の運転負荷Ｌ２は、例えば、エアコンプレッサ２１５の回転数に連続運転時間を乗じた値であるエアコンプレッサ負荷ＬＡ２、水素ポンプ２１６の回転数に連続運転時間を乗じた値である水素ポンプ負荷ＬＨ２、エアコンプレッサ負荷ＬＡ２および水素ポンプ負荷ＬＨ２の加算値または大きい方の値等とすることができる。なお、エアコンプレッサ負荷ＬＡ２および水素ポンプ負荷ＬＨ２の加算または比較する場合は、適宜係数を乗じてもよい。
運転負荷Ｌ１、Ｌ２は、発電制御部５００内にて演算し内部的に取得するように構成してもよいし、別の制御部にて演算した演算結果を発電制御部５００が取得するように構成してもよい。 Similarly, the operating load L2 of the actuator 217 is, for example, a value obtained by multiplying the rotation speed of the air compressor 215 by the continuous operation time and the air compressor load LA2 and the rotation speed of the hydrogen pump 216 by the continuous operation time. The added value or the larger value of the hydrogen pump load LH2, the air compressor load LA2, and the hydrogen pump load LH2 can be used. In addition, when adding or comparing the air compressor load LA2 and the hydrogen pump load LH2, a coefficient may be appropriately multiplied.
The operating loads L1 and L2 may be configured to be calculated and acquired internally in the power generation control unit 500, or so that the power generation control unit 500 acquires a calculation result calculated in another control unit. It may be configured.

ここで、本形態の発電制御処理を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。
Ｓ３０１は、図２中のＳ１０１と同様である。
Ｓ３０２では、アクチュエータ１１７の運転負荷Ｌ１、および、アクチュエータ２１７の運転負荷Ｌ２を取得する。 Here, the power generation control processing of this embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG.
S301 is the same as S101 in FIG.
In S302, the operation load L1 of the actuator 117 and the operation load L2 of the actuator 217 are acquired.

Ｓ３０３では、第１燃料電池システム１００の運転負荷Ｌ１と、第２燃料電池システム２００の運転負荷Ｌ２とを比較し、第２燃料電池システム２００の運転負荷Ｌ２が、第１燃料電池システム１００の運転負荷Ｌ１より大きいか否かを判断する。第２燃料電池システム２００の運転負荷Ｌ２が第１燃料電池システム１００の運転負荷Ｌ１より大きいと判断された場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、Ｓ３０４へ移行する。第２燃料電池システム２００の運転負荷Ｌ２が第１燃料電池システム１００の運転負荷Ｌ１以下であると判断された場合（Ｓ３０３：ＮＯ）、Ｓ３０５へ移行する。
Ｓ３０４〜Ｓ３０５は、図２中のＳ１０４〜Ｓ１０６と同様である。すなわち本形態では、運転負荷が大きい系統の燃料電池システムの目標出力を減少させる。 In S303, the operation load L1 of the first fuel cell system 100 is compared with the operation load L2 of the second fuel cell system 200, and the operation load L2 of the second fuel cell system 200 is compared with the operation of the first fuel cell system 100. It is determined whether or not the load is greater than L1. When it is determined that the operating load L2 of the second fuel cell system 200 is greater than the operating load L1 of the first fuel cell system 100 (S303: YES), the process proceeds to S304. When it is determined that the operation load L2 of the second fuel cell system 200 is equal to or less than the operation load L1 of the first fuel cell system 100 (S303: NO), the process proceeds to S305.
S304 to S305 are the same as S104 to S106 in FIG. That is, in this embodiment, the target output of the fuel cell system of a system with a large operating load is reduced.

本形態では、発電制御部５００は、燃料電池システム１００、２００を構成するエアコンプレッサ１１５、２１５、および、水素ポンプ１１６、２１６の運転負荷Ｌ１、Ｌ２を取得する。また、発電制御部５００は、運転負荷Ｌ１、Ｌ２に応じて発電比率を決定する。
これにより、運転負荷Ｌ１、Ｌ２が均等化されるので、アクチュエータ１１７を構成するエアコンプレッサ１１５および水素ポンプ１１６、および、アクチュエータ２１７を構成するエアコンプレッサ２１５および水素ポンプ２１６を長寿命化することができる。 In the present embodiment, the power generation control unit 500 acquires the operating loads L1 and L2 of the air compressors 115 and 215 and the hydrogen pumps 116 and 216 that constitute the fuel cell systems 100 and 200. In addition, the power generation control unit 500 determines the power generation ratio according to the operating loads L1 and L2.
As a result, the operating loads L1 and L2 are equalized, so that the life of the air compressor 115 and the hydrogen pump 116 constituting the actuator 117 and the air compressor 215 and the hydrogen pump 216 constituting the actuator 217 can be extended. .

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による電力出力装置を図５に示す。
図５に示すように、本形態の電力出力装置２は、第１実施形態の電力加算部３００に替えて、電力調整部としての電力選択部３０１となっている点が異なっている。
電力選択部３０１は、例えばリレー等であって、給電口４００に供給される電力を、第１燃料電池システム１００にて発電された電力とするか、第２燃料電池システム２００にて発電された電力とするか、を切り替え可能に構成される。すなわち、本形態では、給電口４００には、第１燃料電池システム１００にて発電された電力、または、第２燃料電池システム２００にて発電された電力のいずれか一方が供給される。電力選択部３０１の切り替えは、発電制御部５００により制御される。なお、図５中においては、発電制御部５００から電力選択部３０１への制御線は省略した。 (Fourth embodiment)
A power output apparatus according to a fourth embodiment of the present invention is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the power output device 2 of the present embodiment is different from the power adder 300 of the first embodiment in that it is a power selection unit 301 as a power adjustment unit.
The power selection unit 301 is, for example, a relay, and the power supplied to the power supply port 400 is the power generated by the first fuel cell system 100 or is generated by the second fuel cell system 200. It is configured to be able to switch between power. That is, in this embodiment, the power supply port 400 is supplied with either the power generated by the first fuel cell system 100 or the power generated by the second fuel cell system 200. Switching of the power selection unit 301 is controlled by the power generation control unit 500. In FIG. 5, the control line from the power generation control unit 500 to the power selection unit 301 is omitted.

発電制御部５００は、第１燃料電池システム１００にて発電された電力、または、第２燃料電池システム２００にて発電された電力が給電口４００へ供給されるように、電力選択部３０１を制御する。また、発電制御部５００は、システム状態に基づき、第１燃料電池システム１００または第２燃料電池システム２００の一方を総電力出力値Ｅａとし、他方をゼロとする。このような場合も、「発電制御部５００が各系統の燃料電池システム１００、２００における発電比率を決定する」という概念に含まれるものとする。 The power generation control unit 500 controls the power selection unit 301 so that the power generated by the first fuel cell system 100 or the power generated by the second fuel cell system 200 is supplied to the power supply port 400. To do. Further, the power generation control unit 500 sets one of the first fuel cell system 100 and the second fuel cell system 200 as the total power output value Ea and sets the other as zero based on the system state. Such a case is also included in the concept that “the power generation control unit 500 determines the power generation ratio in each fuel cell system 100, 200”.

ここで、発電制御部５００における発電制御処理を図６に示すフローチャートに基づいて説明する。図６に示す例では、システム状態として水素タンク１１１、２１１の残量を監視するものとする。
Ｓ４０１〜Ｓ４０３は、図２中のＳ１０１〜１０３と同様である。 Here, the power generation control processing in the power generation control unit 500 will be described based on the flowchart shown in FIG. In the example shown in FIG. 6, the remaining amounts of the hydrogen tanks 111 and 211 are monitored as the system state.
S401 to S403 are the same as S101 to 103 in FIG.

水素タンク１１１の残圧値Ｐ１が水素タンク２１１の残圧値Ｐ２より大きいと判断された場合（Ｓ４０３：ＹＥＳ）に移行するＳ４０４では、燃料電池１１０の目標出力値Ｅ１を、外部装置の要求に応じて決定される総電力出力値Ｅａとし、燃料電池２１０の目標出力値Ｅ２をゼロとする。また、第１燃料電池システム１００から給電口４００へ電力が供給されるように、電力選択部３０１を制御する。 When it is determined that the residual pressure value P1 of the hydrogen tank 111 is greater than the residual pressure value P2 of the hydrogen tank 211 (S403: YES), the target output value E1 of the fuel cell 110 is set to the request of the external device. The total power output value Ea determined accordingly is set, and the target output value E2 of the fuel cell 210 is set to zero. Further, the power selection unit 301 is controlled so that power is supplied from the first fuel cell system 100 to the power supply port 400.

水素タンク１１１の残圧値Ｐ１が水素タンク２１１の残圧値Ｐ２以下であると判断された場合（Ｓ４０３：ＮＯ）に移行するＳ４０５では、燃料電池１１０の目標出力値Ｅ１をゼロとし、燃料電池２１０の目標出力値Ｅ２を総電力出力値Ｅａとする。また、第２燃料電池システム２００から給電口４００へ電力が供給されるように、電力選択部３０１を制御する。
Ｓ４０６は、図２中のＳ１０６と同様である。 When it is determined that the residual pressure value P1 of the hydrogen tank 111 is equal to or less than the residual pressure value P2 of the hydrogen tank 211 (S403: NO), the target output value E1 of the fuel cell 110 is set to zero, and the fuel cell A target output value E2 of 210 is defined as a total power output value Ea. Further, the power selection unit 301 is controlled so that power is supplied from the second fuel cell system 200 to the power supply port 400.
S406 is the same as S106 in FIG.

なお、外部装置へ給電する系統が頻繁に切り替わることを避けるため、例えば、外部装置へ給電する系統が第１燃料電池システム１００または第２燃料電池システム２００の一方から他方へ切り替えられた場合、所定期間は切り替えられた系統からの給電を継続するように構成してもよい。 In order to avoid frequent switching of the power feeding system to the external device, for example, when the power feeding system to the external device is switched from one of the first fuel cell system 100 or the second fuel cell system 200 to the other, You may comprise so that the electric power supply from the switched system | strain may be continued during a period.

ここで、第２実施形態のように、システム状態として昇圧コンバータ１３０、２３０および昇降圧コンバータ１３５、２３５の温度Ｔ１、Ｔ２を監視する場合、Ｓ４０２およびＳ４０３に替えて、図３中のＳ２０２およびＳ２０３とし、部品温度が低い系統の目標出力値を総電力出力値Ｅａ、部品温度が高い系統の目標出力値をゼロとし、部品温度が低い系統から電力が供給されるように電力選択部３０１を制御してもよい。 Here, when the temperatures T1 and T2 of the boost converters 130 and 230 and the step-up / down converters 135 and 235 are monitored as system states as in the second embodiment, S202 and S203 in FIG. 3 are substituted for S402 and S403. The power selection unit 301 is controlled so that power is supplied from a system with a low component temperature by setting the target output value of a system with a low component temperature to the total power output value Ea and the target output value of a system with a high component temperature to zero. May be.

また、第３実施形態のように、システム状態としてアクチュエータ１１７、２１７の運転負荷を監視する場合、Ｓ４０２およびＳ４０３に替えて、図４中のＳ３０２およびＳ３０３とし、運転負荷が小さい系統の目標出力値を総電力出力値Ｅａ、運転負荷が大きい系統の目標出力値をゼロとし、運転負荷が小さい系統から電力が供給されるように電力選択部３０１を制御してもよい。 Further, when the operating load of the actuators 117 and 217 is monitored as the system state as in the third embodiment, the target output value of the system with a small operating load is set as S302 and S303 in FIG. 4 instead of S402 and S403. May be controlled such that the total power output value Ea, the target output value of a system with a large operating load is zero, and power is supplied from a system with a small operating load.

本形態では、電力選択部３０１は、給電口４００へ電力を供給する燃料電池システム１００、２００を切り替える。電力選択部３０１は、例えばリレー等にて構成可能であるので、構成を簡素化することができ、装置の小型化、軽量化が可能になる。 In this embodiment, the power selection unit 301 switches between the fuel cell systems 100 and 200 that supply power to the power supply port 400. Since the power selection unit 301 can be configured by, for example, a relay, the configuration can be simplified, and the apparatus can be reduced in size and weight.

（他の実施形態）
第１実施形態では、燃料ガスの残量に応じて発電比率を決定し、第２実施形態では、発熱部品の発熱量に応じて発電比率を決定し、第３実施形態では、アクチュエータの運転負荷に応じて発電比率を決定する。他の形態では、例えば、燃料ガスの残量に応じて発電比率を仮決定し、発熱部品の発熱量やアクチュエータの運転負荷に応じて発電比率を調整する、といった具合に、燃料ガスの残量、発熱部品の発熱量、および、アクチュエータの運転負荷のうちの複数を組み合わせて発電比率を決定してもよい。また、他のパラメータを加味して発電比率を決定してもよい。 (Other embodiments)
In the first embodiment, the power generation ratio is determined according to the remaining amount of fuel gas. In the second embodiment, the power generation ratio is determined according to the heat generation amount of the heat-generating component. In the third embodiment, the operating load of the actuator is determined. The power generation ratio is determined according to In another embodiment, for example, the power generation ratio is provisionally determined according to the remaining amount of fuel gas, and the power generation ratio is adjusted according to the heat generation amount of the heat generating component or the operating load of the actuator. The power generation ratio may be determined by combining a plurality of the heat generation amount of the heat generating component and the operation load of the actuator. Further, the power generation ratio may be determined in consideration of other parameters.

また、発電比率の決定に用いないパラメータに関する情報は、取得しなくてもよい。
上記形態では、燃料ガスの残量、発熱部品の発熱量、および、アクチュエータの運転負荷は、センサ等から発電制御部が取得する。他の形態では、例えば上位ＥＣＵ等の他の制御部から発電制御部がこれらの情報を通信等にて取得するように構成してもよい。 Moreover, the information regarding the parameter which is not used for determining the power generation ratio may not be acquired.
In the above embodiment, the power generation control unit acquires the remaining amount of the fuel gas, the heat generation amount of the heat generating component, and the operation load of the actuator from the sensor or the like. In another form, for example, the power generation control unit may acquire such information through communication or the like from another control unit such as a host ECU.

上記形態では、アクチュエータは、エアコンプレッサおよび水素ポンプから構成される。他の形態では、燃料電池システムを構成する他の機器類としてもよい。
上記形態では、発熱部品は、昇圧コンバータおよび昇降圧コンバータから構成される。他の形態では、発熱部品は、昇圧コンバータおよび昇降圧コンバータ以外の通電により発電する素子を含む電子部品としてもよい。また、他の形態では、主機ＭＧに供給する電圧を昇圧する必要がなければ、昇圧コンバータを省略してもよい。 In the said form, an actuator is comprised from an air compressor and a hydrogen pump. In another form, it is good also as other equipment which comprises a fuel cell system.
In the said form, a heat-emitting component is comprised from a boost converter and a buck-boost converter. In another embodiment, the heat-generating component may be an electronic component including an element that generates electricity by energization other than the boost converter and the buck-boost converter. In another embodiment, if it is not necessary to boost the voltage supplied to main machine MG, the boost converter may be omitted.

上記形態では、第２燃料電池システムから車両補機へ電力が供給される。他の形態では、第１燃料電池システムから車両補機へ電力を供給するように構成してもよい。また、例えばＤＣＤＣコンバータおよび空調用エアコンへは第１燃料電池システムから電力を供給し、ブレーキ用アクチュエータおよびパワステ用アクチュエータへは第２燃料電池システムから電力を供給する、といった具合に、車両補機に電力を供給する燃料電池システムを、第１燃料電池システムおよび第２燃料電池システムにて適宜分散させてもよい。 In the said form, electric power is supplied to a vehicle auxiliary machine from a 2nd fuel cell system. In another form, you may comprise so that electric power may be supplied to a vehicle auxiliary machine from a 1st fuel cell system. In addition, for example, power is supplied from the first fuel cell system to the DCDC converter and the air conditioner for air conditioning, and power is supplied from the second fuel cell system to the brake actuator and the power steering actuator. The fuel cell system that supplies electric power may be appropriately dispersed in the first fuel cell system and the second fuel cell system.

上記形態では、昇圧コンバータと蓄電部との間から、電力調整部および給電口を経由し、外部装置へ電力が供給される。他の形態では、燃料電池にて発電された電力を供給可能ないずれの箇所から外部装置へ電力が供給されるように構成してもよい。
上記形態では、燃料電池システムは２系統である。他の実施形態では、燃料電池システムは、３系統以上でもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。 In the said form, electric power is supplied to an external device from between a boost converter and an electrical storage part via an electric power adjustment part and an electric power feeding port. In another form, you may comprise so that electric power may be supplied to an external apparatus from any location which can supply the electric power generated with the fuel cell.
In the above embodiment, there are two fuel cell systems. In other embodiments, the fuel cell system may have three or more systems.
As mentioned above, this invention is not limited to the said embodiment at all, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.

１、２・・・電力出力装置
１００、２００・・・燃料電池システム
１１０、２１０・・・燃料電池
１４０、２４０・・・主機ＭＧ（負荷）
３００・・・電力加算部（電力調整部）
３０１・・・電力選択部（電力調整部）
４００・・・給電口（給電部）
５００・・・発電制御部（制御部）
６００・・・車両補機（負荷） 1, 2 ... Power output device 100, 200 ... Fuel cell system 110, 210 ... Fuel cell 140, 240 ... Main machine MG (load)
300 ... Power addition unit (power adjustment unit)
301 ... Power selection unit (power adjustment unit)
400: Feeding port (feeding part)
500 ... Power generation control unit (control unit)
600 ... Vehicle auxiliary machine (load)

Claims

It has a fuel cell (110, 210) that generates electric energy by a chemical reaction between fuel gas and oxidant gas and supplies the generated energy to a load (140, 240, 600), and controls the amount of power generation for each system. Possible multiple fuel cell systems (100, 200);
A power feeding unit (400) configured to be able to supply power generated by the fuel cell system of the plurality of systems to an external device;
A power adjusting unit (300, 301) for adjusting power supplied from the plurality of fuel cell systems to the power feeding unit;
A control unit (500) having acquisition means for acquiring a system state of the plurality of fuel cell systems, and a power generation ratio determination means for determining a power generation ratio in the fuel cell systems of the plurality of systems according to the system state;
A power output device (1, 2) characterized by comprising:

The acquisition means acquires the remaining amount of the fuel gas in the fuel tank (111, 211) in which the fuel gas is stored as the system state,
The power output apparatus according to claim 1, wherein the power generation ratio determining unit determines the power generation ratio according to a remaining amount of the fuel gas.

The acquisition means acquires the heat generation amount of the heat generating components (130, 135, 230, 235) constituting the fuel cell system as the system state,
3. The power output apparatus according to claim 1, wherein the power generation ratio determining unit determines the power generation ratio in accordance with a heat generation amount of the heat generating component.

The acquisition means acquires an operation load of an actuator (115, 116, 215, 216) constituting the fuel cell system,
The power output apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the power generation ratio determining unit determines the power generation ratio according to the operating load.

The power output device (1) according to any one of claims 1 to 4, wherein the power adjustment unit is a power addition unit (300) for adding generated power in the fuel cell systems of the plurality of systems. ).

5. The power output device according to claim 1, wherein the power adjustment unit is a power selection unit (301) that switches the fuel cell system that supplies power to the power feeding unit. 2).