燃料電池系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】燃料電池系統(tǒng)
[0001]本申請主張基于在2014年11月14日提出申請的申請?zhí)?014-231290號的日本專利申請的優(yōu)先權，并將其公開的全部內容通過參照并入本申請中。
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及燃料電池系統(tǒng)。
【背景技術】
[0003]在W02011/013213A中公開了一種燃料電池系統(tǒng)，具備:轉換器控制部，對使燃料電池的輸出電壓升壓并向電動機輸出的轉換器的動作進行控制；逆變器控制部，對驅動電動機的逆變器的動作進行控制；及控制器，對轉換器控制部及逆變器控制部的動作進行控制。在該燃料電池系統(tǒng)中，轉換器與逆變器實質上不經由轉換器控制部及逆變器控制部而由直接連接的硬線(直配線)連接，在轉換器及逆變器中的一方產生了異常的情況下，異常信號經由直配線傳遞至另一方，能夠使轉換器及逆變器這雙方停止。
[0004]另外，在JP2012-209257A中記載有一種燃料電池系統(tǒng)，具備包含電動機控制部和轉換器控制部的多個控制部、對多個控制部進行總括的統(tǒng)一控制部。

【發(fā)明內容】

[0005]發(fā)明要解決的課題
[0006]在W02011/013213A的燃料電池系統(tǒng)中，例如，在轉換器產生了異常的情況下，異常信號經由直配線從轉換器發(fā)送給逆變器，使轉換器及逆變器這雙方停止(以下，也稱為“硬停止”或“硬停機”)。另一方面，逆變器控制部服從從轉換器控制部經由控制器發(fā)送的異常信號(停止信號)，因此逆變器控制部的停止(以下，也稱為“軟停止”或“軟停機”)比逆變器的停止延遲。其結果是，存在逆變器控制部的控制動作有可能產生不良情況，系統(tǒng)整體的控制動作有可能產生不良情況的課題。另外，在JP2012-209257A中關于這種課題未作任何記載。
[0007]用于解決課題的方案
[0008]本發(fā)明為了解決上述課題的至少一部分而作出，能夠作為以下的方式實現。
[0009](I)根據本發(fā)明的一方式，提供一種燃料電池系統(tǒng)。該燃料電池系統(tǒng)具備:以比燃料電池的輸出高的電壓進行動作的多個高電壓單元；對各高電壓單元進行控制的多個高電壓單元控制部；經由通信線路對上述多個高電壓單元控制部分別進行控制的統(tǒng)一控制部；及多個專用配線，為了將用于使上述多個高電壓單元停止的硬停機信號發(fā)送給上述多個高電壓單元控制部而設于上述統(tǒng)一控制部與上述多個高電壓單元控制部之間。上述多個高電壓單元控制部分別具有:監(jiān)控部，對經由上述專用配線發(fā)送來的上述硬停機信號進行監(jiān)控；及停止部，基于上述監(jiān)控部的監(jiān)控結果，使由該高電壓單元控制部控制的高電壓單元的動作停止，并且使該高電壓單元控制部的控制功能中的至少一部分的控制功能的動作停止。
[0010]根據該方式的燃料電池系統(tǒng)，多個高電壓單元控制部分別監(jiān)控經由專用配線發(fā)送來的硬停機信號，基于其監(jiān)控結果，能夠使由該高電壓單元控制部控制的高電壓單元的動作停止，并且能夠不等待來自統(tǒng)一控制部的指令而使至少一部分的控制功能的動作停止。由此，能夠抑制高電壓單元控制部的控制動作產生不良情況，并能夠抑制作為燃料電池系統(tǒng)整體的控制動作產生不良情況。
[0011](2)在上述方式的燃料電池系統(tǒng)中，可以是，上述統(tǒng)一控制部具有硬停機輸出部，該硬停機輸出部根據從上述多個高電壓單元控制部中的任意一個高電壓單元控制部經由上述通信線路發(fā)送給上述統(tǒng)一控制部的停機要求，經由上述多個專用配線對上述多個高電壓單元控制部輸出硬停機信號。
[0012]根據該方式的燃料電池系統(tǒng)，多個高電壓單元控制部分別監(jiān)控根據來自其他高電壓單元控制部的停機要求從統(tǒng)一控制部經由專用配線發(fā)送來的硬停機信號，并能夠基于其監(jiān)控結果，使高電壓單元的動作停止。由此，能夠抑制高電壓單元控制部的控制動作產生不良情況，并抑制作為燃料電池系統(tǒng)整體的控制動作產生不良情況。
[0013]本發(fā)明能夠以各種方式實現，例如，能夠以燃料電池系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)的控制方法等各種方式實現。
【附圖說明】
[0014]圖1是表示作為本發(fā)明的一實施方式的燃料電池系統(tǒng)的結構的概略圖。
[0015]圖2是表示對圖1所示的FC升壓轉換器及PCU進行控制的控制部的內部結構的一例的說明圖。
[0016]圖3是表示隨著FC升壓轉換器的停機動作而執(zhí)行的PCU的停機動作的說明圖。
【具體實施方式】
[0017]在實施方式中，使用以下簡稱。
[0018]■ ACP:空氣壓縮機
[0019]■ BAT: 二次電池
[0020]■ E⑶:電子控制單元
[0021]■ FC:燃料電池
[0022]■ MC:微型計算機
[0023]■ P⑶:動力控制單元
[0024]■ TM:驅動電動機
[0025]■ FDC-ECU:FC升壓轉換器控制部
[0026]■ MG-E⑶:動力控制單元控制部
[0027]■ PM-ECU:統(tǒng)一控制部
[0028]■ SD:停機
[0029]■ SSD:軟停機
[0030]■ HSD:硬停機
[0031]圖1是表示作為本發(fā)明的一實施方式的燃料電池系統(tǒng)100的結構的概略圖。在本實施方式中，燃料電池系統(tǒng)100搭載于車輛(也稱為“燃料電池車輛”)。燃料電池系統(tǒng)100根據車輛的駕駛者對加速器踏板操作(未圖示)的要求(以下，將加速器踏板的踏下量也稱為“加速器位置”)，輸出作為車輛的動力源的電力。
[0032]燃料電池系統(tǒng)100具備:燃料電池(FC:Fuel Cell) 10、控制部20、陰極氣體供給系統(tǒng)30、陰極氣體排出系統(tǒng)40、陽極氣體供給系統(tǒng)50、陽極氣體循環(huán)系統(tǒng)60、冷卻介質循環(huán)系統(tǒng)70及電力系統(tǒng)80。
[0033]燃料電池10是接受作為燃料氣體(也稱為“陽極氣體”)的氫和作為氧化氣體(也稱為“陰極氣體”)的空氣(嚴格來說是氧)的供給而進行發(fā)電的固體高分子型燃料電池。燃料電池10具有層疊多個單電池11而成的電池組結構。另外，在燃料電池10上形成有反應氣體或冷卻介質用的歧管作為沿層疊方向的貫通孔，但省略圖示。
[0034]雖然省略圖示，但是單電池11基本上具有利用分隔件來夾持作為發(fā)電體的膜電極接合體(MEA:Membrane_Electrode Assembly:膜電極組件)的結構。MEA包括由離子交換膜構成的固體高分子型電解質膜(也簡稱為“電解質膜”)、由形成在電解質膜的陽極側的面上的催化劑層及氣體擴散層構成的陽極、由形成在電解質膜的陰極側的面上的催化劑層及氣體擴散層構成的陰極。另外，在分隔件的與氣體擴散層相接的面上形成有供陽極氣體和陰極氣體流動的槽狀的氣體流路。但是，在分隔件與氣體擴散層之間有時也另行設置氣體流路部。
[0035]控制部20是對陰極氣體供給系統(tǒng)30、陰極氣體排出系統(tǒng)40、陽極氣體供給系統(tǒng)50、陽極氣體循環(huán)系統(tǒng)60、冷卻介質循環(huán)系統(tǒng)70及電力系統(tǒng)80進行控制，使燃料電池10發(fā)電出與來自外部的對于系統(tǒng)的輸出要求對應的電力的控制裝置。另外，對于該控制部20進一步在后文敘述。
[0036]陰極氣體供給系統(tǒng)30具備:陰極氣體配管31、空氣壓縮機(ACP)32、氣流計33及開閉閥34。陰極氣體供給配管31是與燃料電池10的陰極氣體供給歧管連接的配管。
[0037]空氣壓縮機32經由陰極氣體供給配管31而與燃料電池10連接。空氣壓縮機32將取入外氣并壓縮后的空氣作為陰極氣體向燃料電池10供給。氣流計33在空氣壓縮機32的上游側，計測空氣壓縮機32取入的外氣的量，并發(fā)送給控制部20?；跉饬饔?3的計測值，由控制部20控制對于燃料電池10的空氣的供給量。開閉閥34設于空氣壓縮機32與燃料電池10之間。開閉閥34通常為關閉的狀態(tài)，在從空氣壓縮機32將具有預定壓力的空氣向陰極氣體供給配管31供給時打開。
[0038]陰極氣體排出系統(tǒng)40具備陰極廢氣配管41和調壓閥43。陰極廢氣配管41是與燃料電池10的陰極氣體排出歧管連接的配管。陰極廢氣(也稱為“陰極排氣”)經由陰極廢氣配管41向燃料電池系統(tǒng)100的外部排出