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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024119350
(43)【公開日】2024-09-03
(54)【発明の名称】発電制御装置、発電制御方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
B60L 1/00 20060101AFI20240827BHJP
H01M 8/04537 20160101ALI20240827BHJP
H01M 8/04858 20160101ALI20240827BHJP
H01M 8/0432 20160101ALI20240827BHJP
H01M 8/00 20160101ALI20240827BHJP
B60L 50/60 20190101ALI20240827BHJP
B60L 58/12 20190101ALI20240827BHJP
B60L 58/30 20190101ALI20240827BHJP
B60L 50/70 20190101ALI20240827BHJP
【ＦＩ】
B60L1/00 L
H01M8/04537
H01M8/04858
H01M8/0432
H01M8/00 A
H01M8/00 Z
B60L50/60
B60L58/12
B60L58/30
B60L50/70
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023026179
(22)【出願日】2023-02-22
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-07-30
(71)【出願人】
【識別番号】000000170
【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110004222
【氏名又は名称】弁理士法人創光国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100166006
【弁理士】
【氏名又は名称】泉 通博
(74)【代理人】
【識別番号】100154070
【弁理士】
【氏名又は名称】久恒 京範
(74)【代理人】
【識別番号】100153280
【弁理士】
【氏名又は名称】寺川 賢祐
(74)【代理人】
【識別番号】100167793
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 学
(72)【発明者】
【氏名】吉永 寛史
【テーマコード（参考）】
5H125
5H127
【Ｆターム（参考）】
5H125AA01
5H125AC07
5H125AC12
5H125BD02
5H125CD05
5H125EE27
5H125EE36
5H125EE70
5H125FF21
5H127AB04
5H127AB29
5H127AC15
5H127BA02
5H127BB02
5H127DB53
5H127DB99
5H127DC79
5H127DC96
5H127DC97
(57)【要約】
【課題】開回路電圧を回避しつつ、電力が必要な負荷に電力を供給する。
【解決手段】発電制御装置２０は、車両に電力を供給する燃料電池スタック及びバッテリの電力供給を制御する発電制御装置２０であって、燃料電池スタックの電圧とバッテリの充電率とを取得する取得部２２１と、電圧が第１閾値より大きく、かつ充電率が第２閾値以下である場合には、燃料電池スタックからバッテリに電力を供給させ、電圧が第１閾値より大きく、かつ充電率が第２閾値より大きい場合には、燃料電池スタックから車両が備える冷凍機の第１コンプレッサに電力を供給させる供給制御部２３１と、を有する。
【選択図】図２
【解決手段】発電制御装置２０は、車両に電力を供給する燃料電池スタック及びバッテリの電力供給を制御する発電制御装置２０であって、燃料電池スタックの電圧とバッテリの充電率とを取得する取得部２２１と、電圧が第１閾値より大きく、かつ充電率が第２閾値以下である場合には、燃料電池スタックからバッテリに電力を供給させ、電圧が第１閾値より大きく、かつ充電率が第２閾値より大きい場合には、燃料電池スタックから車両が備える冷凍機の第１コンプレッサに電力を供給させる供給制御部２３１と、を有する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両に電力を供給する燃料電池スタック及びバッテリの電力供給を制御する発電制御装置であって、
前記燃料電池スタックの電圧と前記バッテリの充電率とを取得する取得部と、
前記電圧が第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値以下である場合には、前記燃料電池スタックから前記バッテリに電力を供給させ、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合には、前記燃料電池スタックから前記車両に搭載された架装物に電力を供給させる供給制御部と、
を有する発電制御装置。
前記燃料電池スタックの電圧と前記バッテリの充電率とを取得する取得部と、
前記電圧が第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値以下である場合には、前記燃料電池スタックから前記バッテリに電力を供給させ、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合には、前記燃料電池スタックから前記車両に搭載された架装物に電力を供給させる供給制御部と、
を有する発電制御装置。
【請求項2】
前記架装物は、第１コンプレッサを有し、冷却機能を備える設備であって、
前記供給制御部は、前記電圧が前記第１閾値より大きく、且つ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合には、前記燃料電池スタックから前記第１コンプレッサに電力を供給させる、
請求項１に記載の発電制御装置。
前記供給制御部は、前記電圧が前記第１閾値より大きく、且つ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合には、前記燃料電池スタックから前記第１コンプレッサに電力を供給させる、
請求項１に記載の発電制御装置。
【請求項3】
前記取得部は、前記架装物が備える蓄冷器の温度を取得し、
前記供給制御部は、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合に、前記蓄冷器の温度が第３閾値より大きいことを条件として前記第１コンプレッサに電力を供給させる、
請求項２に記載の発電制御装置。
前記供給制御部は、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合に、前記蓄冷器の温度が第３閾値より大きいことを条件として前記第１コンプレッサに電力を供給させる、
請求項２に記載の発電制御装置。
【請求項4】
前記供給制御部は、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合に、前記蓄冷器の温度が前記第３閾値以下であることを条件として、前記第１コンプレッサと異なる第２コンプレッサに電力を供給させる、
請求項３に記載の発電制御装置。
請求項３に記載の発電制御装置。
【請求項5】
前記供給制御部は、前記第１コンプレッサへの電力の供給を開始させた後に、前記電圧が前記第１閾値以下の第４閾値より大きい場合、前記第１コンプレッサに供給する電力量を大きくする、
請求項２に記載の発電制御装置。
請求項２に記載の発電制御装置。
【請求項6】
前記供給制御部は、前記バッテリ又は前記第１コンプレッサへの電力の供給を開始させた後に、前記電圧が前記第１閾値以下の第４閾値以下に変化したことを条件として、前記バッテリ又は前記第１コンプレッサへの電力の供給を停止させる、
請求項２に記載の発電制御装置。
請求項２に記載の発電制御装置。
【請求項7】
車両が備えるプロセッサが実行する、
燃料電池スタックの電圧とバッテリの充電率とを取得するステップと、
前記電圧が第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値以下である場合には、前記燃料電池スタックから前記バッテリに電力を供給させ、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値より大きい場合には、前記燃料電池スタックから前記車両に搭載された架装物に電力を供給させるステップと、
を有する発電制御方法。
燃料電池スタックの電圧とバッテリの充電率とを取得するステップと、
前記電圧が第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値以下である場合には、前記燃料電池スタックから前記バッテリに電力を供給させ、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値より大きい場合には、前記燃料電池スタックから前記車両に搭載された架装物に電力を供給させるステップと、
を有する発電制御方法。
【請求項8】
車両が備えるプロセッサに、
燃料電池スタックの電圧とバッテリの充電率とを取得するステップと、
前記電圧が第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値以下である場合には、前記燃料電池スタックから前記バッテリに電力を供給させ、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値より大きい場合には、前記燃料電池スタックから前記車両に搭載された架装物に電力を供給させるステップと、
を実行させるためのプログラム。
燃料電池スタックの電圧とバッテリの充電率とを取得するステップと、
前記電圧が第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値以下である場合には、前記燃料電池スタックから前記バッテリに電力を供給させ、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値より大きい場合には、前記燃料電池スタックから前記車両に搭載された架装物に電力を供給させるステップと、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発電制御装置、発電制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１の燃料電池システムは、車両内の当該燃料電池システムが停止されたときに、ドライブトレイン等の主負荷に供給していた電力を補助負荷に供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第５０９１５８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
燃料電池システムの停止時に、主負荷に供給していた電力を補助負荷に供給することで開回路電圧を回避することができる。しかしながら、補助負荷が電力を必要としない場合であっても補助負荷に電力を供給してしまうという問題があった。
【0005】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、開回路電圧を回避しつつ、電力が必要な負荷に電力を供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の第１の態様に係る発電制御装置は、車両に電力を供給する燃料電池スタック及びバッテリの電力供給を制御する発電制御装置であって、前記燃料電池スタックの電圧と前記バッテリの充電率とを取得する取得部と、前記電圧が第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値以下である場合には、前記燃料電池スタックから前記バッテリに電力を供給させ、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合には、前記燃料電池スタックから前記車両に搭載された架装物に電力を供給させる供給制御部と、を有する。
【0007】
前記架装物は、第１コンプレッサを有し、冷却機能を備える設備であって、前記供給制御部は、前記電圧が前記第１閾値より大きく、且つ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合には、前記燃料電池スタックから前記第１コンプレッサに電力を供給させてもよい。
【0008】
前記取得部は、前記架装物が備える蓄冷器の温度を取得し、前記供給制御部は、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合に、前記蓄冷器の温度が第３閾値より大きいことを条件として前記第１コンプレッサに電力を供給させてもよい。
【0009】
前記供給制御部は、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合に、前記蓄冷器の温度が前記第３閾値以下であることを条件として、前記第１コンプレッサと異なる第２コンプレッサに電力を供給させてもよい。
【0010】
前記供給制御部は、前記第１コンプレッサへの電力の供給を開始させた後に、前記電圧が前記第１閾値以下の第４閾値より大きい場合、前記第１コンプレッサに供給する電力量を大きくしてもよい。
【0011】
前記供給制御部は、前記バッテリ又は前記第１コンプレッサへの電力の供給を開始させた後に、前記電圧が前記第１閾値以下の第４閾値以下に変化したことを条件として、前記バッテリ又は前記第１コンプレッサへの電力の供給を停止させてもよい。
【0012】
本発明の第２の態様に係る発電制御方法は、車両が備えるプロセッサが実行する、燃料電池スタックの電圧とバッテリの充電率とを取得するステップと、前記電圧が第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値以下である場合には、前記燃料電池スタックから前記バッテリに電力を供給させ、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値より大きい場合には、前記燃料電池スタックから前記車両に搭載された架装物に電力を供給させるステップと、を有する。
【0013】
本発明の第３の態様に係るプログラムは、車両が備えるプロセッサに、燃料電池スタックの電圧とバッテリの充電率とを取得するステップと、前記電圧が第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値以下である場合には、前記燃料電池スタックから前記バッテリに電力を供給させ、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値より大きい場合には、前記燃料電池スタックから前記車両に搭載された架装物に電力を供給させるステップと、を実行させる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、開回路電圧を回避しつつ、電力が必要な負荷に電力を供給するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本実施形態に係る車両Ｓの概要を説明するための図である。
【図2】発電制御装置２０の構成を示す図である。
【図3】ＦＣスタック１が負荷に電力を供給する動作を説明するための図である。
【図4】発電制御装置２０における処理シーケンスの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
＜車両Ｓの概要＞
図１は、本実施形態に係る車両Ｓの概要を説明するための図である。図１に示す車両Ｓは、ＦＣ（Fuel Cell）スタック１ａ、１ｂ、１ｃと、ＦＣＶＣＵ（Fuel Cell Vehicle Control Unit）２と、バッテリ３ａ、３ｂ、３ｃと、バッテリＶＣＵ（Vehicle Control Unit）４と、インバータ５と、モータ６と、駆動輪１２と、発電制御装置２０と、を備える。車両Ｓは、架装物Ｋを搭載した車両であり、ＦＣスタック１ａ、１ｂ、１ｃ及びバッテリ３ａ、３ｂ、３ｃからモータ６及び第１コンプレッサ７に電力を供給する機能を有する。架装物Ｋは、冷蔵設備又は冷凍設備のような、冷却するための設備を有する。架装物Ｋは、例えば、積載物を冷却、もしくは冷凍した状態で搬送するための、冷蔵庫又は冷凍庫である。架装物Ｋは、第１コンプレッサ７と、凝縮器８と、膨張弁９と、蓄冷器１０と、温度センサ１１と、を有する。架装物Ｋは、ＦＣスタック１及びバッテリ３の少なくとも一方から電力を供給されることにより稼働する。
図１は、本実施形態に係る車両Ｓの概要を説明するための図である。図１に示す車両Ｓは、ＦＣ（Fuel Cell）スタック１ａ、１ｂ、１ｃと、ＦＣＶＣＵ（Fuel Cell Vehicle Control Unit）２と、バッテリ３ａ、３ｂ、３ｃと、バッテリＶＣＵ（Vehicle Control Unit）４と、インバータ５と、モータ６と、駆動輪１２と、発電制御装置２０と、を備える。車両Ｓは、架装物Ｋを搭載した車両であり、ＦＣスタック１ａ、１ｂ、１ｃ及びバッテリ３ａ、３ｂ、３ｃからモータ６及び第１コンプレッサ７に電力を供給する機能を有する。架装物Ｋは、冷蔵設備又は冷凍設備のような、冷却するための設備を有する。架装物Ｋは、例えば、積載物を冷却、もしくは冷凍した状態で搬送するための、冷蔵庫又は冷凍庫である。架装物Ｋは、第１コンプレッサ７と、凝縮器８と、膨張弁９と、蓄冷器１０と、温度センサ１１と、を有する。架装物Ｋは、ＦＣスタック１及びバッテリ３の少なくとも一方から電力を供給されることにより稼働する。
【0017】
ＦＣスタック１ａ、１ｂ、１ｃ（以下、「ＦＣスタック１」という場合がある）は、複数の燃料電池セルを積層（スタック）した燃料電池スタックであり、例えば、水素ガス等の燃料ガスと、空気中の酸素等の酸化剤ガスとの化学反応により発電を行う。ＦＣスタック１は、発電した電気をモータ６又は第１コンプレッサ７に供給する。ＦＣスタック１は、ＦＣＶＣＵ２を介して電力を出力する。
【0018】
ＦＣＶＣＵ２は、ＦＣスタック１の発電量とＦＣスタック１からモータ６又は第１コンプレッサ７に供給する電気の供給量とを決定する処理、及びＦＣスタック１の電圧を検出する処理を実行する。ＦＣＶＣＵ２は、電子部品を含む筐体を有していてもよく、電子部品が実装されたプリント基板であってもよい。
【0019】
バッテリ３ａ、３ｂ、３ｃ（以下、「バッテリ３」という場合がある）は、充放電可能な蓄電池であり、モータ６、第１コンプレッサ７又は車両Ｓが備える電装品（不図示）に電気を供給する。また、バッテリ３は、ＦＣスタック１が発電した電気とモータ６が発生した回生電力とを充電する。バッテリ３は、バッテリＶＣＵ４を介して充放電を行う。
【0020】
バッテリＶＣＵ４は、バッテリ３からモータ６、第１コンプレッサ７又は車両Ｓが備える電装品に供給する電気の供給量を決定する処理、及びバッテリ３の充電率を検出する処理を実行する。バッテリＶＣＵ４は、電子部品を含む筐体を有していてもよく、電子部品が実装されたプリント基板であってもよい。
【0021】
インバータ５は、ＦＣスタック１及びバッテリ３が出力した直流の電流を交流の電流に変換してモータ６に出力する。モータ６は、ＦＣスタック１及びバッテリ３が出力した電気を、インバータ５を介して取得し、車両Ｓの駆動輪１２を駆動するための動力を発生させる動力源である。モータ６は、車両Ｓがブレーキ（不図示）を用いて減速する場合に回生電力を発生し、インバータ５を介してバッテリ３に電気を供給する。
【0022】
第１コンプレッサ７、凝縮器８、膨張弁９及び蓄冷器１０は、車両Ｓが備える冷蔵設備又は冷凍設備に用いられる。第１コンプレッサ７は、冷媒を圧縮して凝縮器８に送るための圧縮機である。凝縮器８は、第１コンプレッサ７から取得した冷媒と外部の空気とを熱交換することにより冷媒を凝縮させる熱交換器である。膨張弁９は、凝縮器８から取得した冷媒を噴霧することで減圧し、冷媒の流量を調整する調整弁である。蓄冷器１０は、膨張弁９が噴霧した冷媒を気化させて周囲の熱を吸収することにより、車両Ｓが備える保冷コンテナ等に備えられた冷凍板を凍結させる。温度センサ１１は、蓄冷器１０が凍結させる冷凍板の温度を検出する。
【0023】
発電制御装置２０は、ＦＣスタック１が発電した電気及びバッテリ３が充電している電気を、モータ６又は第１コンプレッサ７に供給するか否かを決定する処理を実行する。モータ６又は第１コンプレッサ７に供給することを決定した場合、発電制御装置２０は、ＦＣスタック１が発電した電気をＦＣＶＣＵ２に供給させ、バッテリ３が充電している電気をバッテリＶＣＵ４に供給させる。発電制御装置２０は、電子部品を含む筐体を有していてもよく、電子部品が実装されたプリント基板であってもよい。
【0024】
ところで、ＦＣスタック１においては、触媒金属として用いられる白金がカーボン担体に塗布されている。白金は、ＦＣスタック１を開回路電圧に近い電圧で動作させるとカーボン担体の劣化が進むことによりカーボン担体から脱落する。開回路電圧は、ＦＣスタック１からモータ６及び第１コンプレッサ７等の負荷に電流が流れていない場合の電圧である。したがって、車両Ｓの停止時又はアイドリング時のように、モータ６に電気を供給しないことによりＦＣスタック１の電圧が開回路電圧に近くなる場合は、白金のカーボン担体からの脱落によりＦＣスタック１が劣化しやすくなる。
【0025】
そこで、車両Ｓの停止時又はアイドリング時には、バッテリ３にＦＣスタック１から電力を供給することにより、ＦＣスタック１の電圧が開回路電圧に近くなることを回避できる。しかしながら、バッテリ３が電気を必要としない状態（すなわち、充電率が高くて充電できない状態）であっても電力を供給してしまうという問題が生じ得る。この問題を解決するために、発電制御装置２０は、ＦＣスタック１の電圧とバッテリ３の充電率とに基づいて、バッテリ３に電力を供給するか否かを決定し、バッテリ３に電力を供給しない場合は、第１コンプレッサ７に電力を供給することを決定する。このように動作することで、ＦＣスタック１の開回路電圧を回避しつつ、電力が必要な負荷に電力を供給できる。
以下、発電制御装置２０の構成及び動作を詳細に説明する。
以下、発電制御装置２０の構成及び動作を詳細に説明する。
【0026】
＜発電制御装置２０の構成＞
図２は、発電制御装置２０の構成を示す図である。発電制御装置２０は、記憶部２１と、制御部２２と、を有する。制御部２２は、取得部２２１と、供給制御部２３１と、を有する。供給制御部２３１は、決定部２２２と、供給指示部２２３と、を有する。
図２は、発電制御装置２０の構成を示す図である。発電制御装置２０は、記憶部２１と、制御部２２と、を有する。制御部２２は、取得部２２１と、供給制御部２３１と、を有する。供給制御部２３１は、決定部２２２と、供給指示部２２３と、を有する。
【0027】
記憶部２１は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶媒体を有する。記憶部２１は、制御部２２が実行するプログラムを記憶している。記憶部２１は、ＦＣスタック１が発生した電力を供給する負荷を決定するための各種の情報を記憶している。
【0028】
制御部２２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＥＣＵ（Electronic Control Unit）等のプロセッサである。制御部２２は、記憶部２１に記憶されたプログラムを実行することにより、取得部２２１及び供給制御部２３１として機能する。なお、制御部２２は、１つのプロセッサで構成されていてもよいし、複数のプロセッサ又は１以上のプロセッサと電子回路との組み合わせにより構成されていてもよい。
以下、制御部２２により実現される各部の構成を説明する。
以下、制御部２２により実現される各部の構成を説明する。
【0029】
取得部２２１は、ＦＣスタック１の電圧とバッテリ３の充電率と車両Ｓが備える蓄冷器１０の温度とを取得する。例えば、取得部２２１は、ＦＣＶＣＵ２が検出したＦＣスタック１の電圧と、バッテリＶＣＵ４が検出したバッテリ３の充電率と、温度センサ１１が検出した、蓄冷器１０が有する冷凍板の温度とを取得する。ＦＣスタック１の電圧は、例えば、ＦＣスタック１に含まれる複数の燃料電池セルの電圧の平均値である。
【0030】
決定部２２２は、車両Ｓの停止時又はアイドリング時（すなわち、ＦＣスタック１がモータ６に電力を供給しない時間）において、ＦＣスタック１が発生した電力を供給する供給先を決定する。決定部２２２は、ＦＣスタック１の電圧が第１閾値より大きく、かつバッテリ３の充電率が第２閾値以下である場合には、ＦＣスタック１からバッテリ３に電力を供給することを決定する。第１閾値は、ＦＣスタック１に含まれる各燃料電池セルの電圧の範囲（例えば０．８Ｖ～０．９Ｖ）と、ＦＣスタック１に含まれる燃料電池セルの数とに基づいて決定された値である。第１閾値は、記憶部２１に記憶されていてもよいし、決定部２２２が記憶部２１を参照することにより各燃料電池セルの電圧の範囲と燃料電池セルの数とを特定し、算出してもよい。第２閾値は、バッテリ３が充放電可能な充電容量の範囲（例えば、３０％～９０％）の上限値であり、記憶部２１に記憶されている。
【0031】
図３は、ＦＣスタック１が供給先に電力を供給する動作を説明するための図である。図３（ａ）は、ＦＣスタック１の電圧を示し、図３（ｂ）は、バッテリ３の充電率を示し、図３（ｃ）は、蓄冷器１０の温度を示す。図３の横軸は時刻を示し、図３（ａ）の縦軸は電圧、図３（ｂ）の縦軸は充電率、図３（ｃ）の縦軸は温度を示す。図３（ａ）に示す「ＯＣＶ」は開回路電圧であり、「Ａ１」は第１閾値Ａ１であり、「Ａ４」は第４閾値Ａ４である。図３（ｂ）に示す「Ａ２」は第２閾値Ａ２である。図３（ｃ）に示す「Ａ３」は第３閾値Ａ３である。第３閾値Ａ３及び第４閾値Ａ４については、後述する。
【0032】
時刻Ｔ１において、決定部２２２は、ＦＣスタック１の電圧Ｖ１が第１閾値Ａ１より大きく、かつバッテリ３の充電率Ｌ１が第２閾値Ａ２以下であることを特定し、ＦＣスタック１からバッテリ３に電力を供給することを決定する。時刻Ｔ１から時刻Ｔ２において、決定部２２２は、ＦＣＶＣＵ２及びバッテリＶＣＵ３を介して、ＦＣスタック１が発生した電力をバッテリ３に充電させる。時刻Ｔ２において、決定部２２２は、バッテリ３の充電率Ｌ２が第２閾値Ａ２を超えたことを特定し、ＦＣスタック１からバッテリ３への電力の供給を停止する。
【0033】
決定部２２２が上記のように動作することで、車両Ｓの停止時又はアイドリング時において、バッテリ３に充電することが可能な場合にＦＣスタック１が発生した電力をバッテリ３に供給することができる。その結果、ＦＣスタック１の電圧が開回路電圧に近くなることを回避しつつ、バッテリ３に充電可能な電気を供給できる。
【0034】
決定部２２２は、ＦＣスタック１の電圧が第１閾値Ａ１より大きく、かつバッテリ３の充電率が第２閾値Ａ２より大きい場合には、ＦＣスタック１から架装物Ｋが備える冷凍機又は冷蔵機の第１コンプレッサ７に電力を供給することを決定する。決定部２２２は、例えば、ＦＣスタック１の電圧が第１閾値Ａ１より大きく、かつバッテリ３の充電率が第２閾値Ａ２より大きい場合に、蓄冷器１０の温度が第３閾値Ａ３より大きいことを条件として第１コンプレッサ７に電力を供給することを決定する。第３閾値Ａ３は、蓄冷器１０の冷却下限温度であり、例えば、冷凍機であれば－３０℃、冷蔵機であれば０℃である。
【0035】
具体的には、図３に示すように、時刻Ｔ２において、決定部２２２は、ＦＣスタック１の電圧Ｖ２が第１閾値Ａ１より大きく、バッテリ３の充電率Ｌ２が第２閾値Ａ２より大きいことを特定する。そして、決定部２２２は、蓄冷器１０の温度Ｅ１が第３閾値Ａ３より大きいことを特定し、ＦＣスタック１が発生した電力を第１コンプレッサ７に供給することを決定する。決定部２２２がこのように動作することで、車両Ｓの停止時又はアイドリング時に、バッテリ３に充電することができない場合であっても、バッテリ３と異なる負荷である第１コンプレッサ７に電力を供給することができる。
【0036】
決定部２２２は、供給指示部２２３が第１コンプレッサ７への電力の供給を開始させた後に、ＦＣスタック１の電圧が第１閾値Ａ１以下の第４閾値Ａ４より大きい場合、第１コンプレッサ７に供給する電力量を大きくすることを決定してもよい。第４閾値Ａ４は、ＦＣスタック１が電力を供給することが可能な電圧の下限値であり、実験又はシミュレーションにより定められた値である。具体的には、図３に示す時刻Ｔ２から時刻Ｔ３において、決定部２２２は、ＦＣスタック１の電圧が第２閾値Ａ４よりも大きいことを特定し、第１コンプレッサ７に供給する電力量を大きくする。決定部２２２がこのように動作することで、蓄冷器１０の温度が第３閾値Ａ３に達するまでの時間を短くすることができる。
【0037】
また、決定部２２２は、供給指示部２２３がバッテリ３又は第１コンプレッサ７への電力の供給を開始させた後に、ＦＣスタック１の電圧が第１閾値Ａ１以下の第４閾値Ａ４以下に変化したか否かを判定する。そして、第４閾値Ａ４以下に変化したと判定した場合、決定部２２２は、バッテリ３又は第１コンプレッサ７への電力の供給を停止することを決定してもよい。具体的には、図３に示す時刻Ｔ３において、決定部２２２は、ＦＣスタック１の電圧が第４閾値Ａ４と同じ値であることを特定し、第１コンプレッサ７への電力の供給を停止する。決定部２２２がこのように動作することで、車両Ｓの停止時又はアイドリング時にＦＣスタック１が電力を供給しなくても開回路電圧を回避できる場合は、ＦＣスタック１からの電力の供給を停止できる。
【0038】
決定部２２２は、バッテリ３、第１コンプレッサ７と異なる他の負荷に電力を供給してもよい。決定部２２２は、例えば、ＦＣスタック１の電圧が第１閾値Ａ１より大きく、かつ充電率が第２閾値Ａ２より大きい場合に、蓄冷器１０の温度が第３閾値Ａ３以下であることを条件として、第１コンプレッサ７と異なる第２コンプレッサ（不図示）に電力を供給することを決定する。第２コンプレッサは、例えば、車両Ｓが備えるエアブレーキが有するコンプレッサである。決定部２２２がこのように動作することで、車両Ｓの停止時又はアイドリング時において、ＦＣスタック１が電力を供給する供給先の数を増やすことができる。その結果、ＦＣスタック１の電圧が開回路電圧に近くなる蓋然性を低くすることができる。
【0039】
供給指示部２２３は、ＦＣスタック１から、決定部２２２が決定したバッテリ３、第１コンプレッサ７、又は第２コンプレッサに電力を供給させる。例えば、供給指示部２２３は、ＦＣＶＣＵ２及びバッテリＶＣＵ４の少なくともいずれかに供給指示情報を送信することにより、ＦＣスタック１からバッテリ３に電力を供給させる。供給指示情報は、電力の供給元、電力の供給先、電力供給の開始又は停止を示す情報を含む。供給指示情報は、供給する電力量を含んでもよい。供給指示部２２３は、第１コンプレッサ７又は第２コンプレッサに電力を供給する場合、供給指示情報をＦＣＶＣＵ２に送信する。
【0040】
＜発電制御装置２０における処理シーケンス＞
図４は、発電制御装置２０における処理シーケンスの例を示す図である。図４に示す処理シーケンスは、ＦＣスタック１の電圧とバッテリ３の充電率と蓄冷器１０の温度とに基づいて、ＦＣスタック１から第１コンプレッサ７又は第２コンプレッサに電力を供給することを決定する動作を示す。発電制御装置２０は、図４に示す動作を一定時間ごとに繰り返す。
図４は、発電制御装置２０における処理シーケンスの例を示す図である。図４に示す処理シーケンスは、ＦＣスタック１の電圧とバッテリ３の充電率と蓄冷器１０の温度とに基づいて、ＦＣスタック１から第１コンプレッサ７又は第２コンプレッサに電力を供給することを決定する動作を示す。発電制御装置２０は、図４に示す動作を一定時間ごとに繰り返す。
【0041】
取得部２２１は、ＦＣＶＣＵ２が検出したＦＣスタック１の電圧と、バッテリＶＣＵ４が検出したバッテリ３の充電率とを取得する（Ｓ１１）。ＦＣスタック１の電圧が第１閾値Ａ１以下である場合（Ｓ１２のＮＯ）、発電制御装置２０は、処理を終了する。すなわち、ＦＣスタック１は負荷に電力を供給しない。ＦＣスタック１の電圧が第１閾値Ａ１より大きい場合（Ｓ１２のＹＥＳ）、バッテリ３の充電率が第２閾値Ａ２以下であるか否かを判定する（Ｓ１３）。
【0042】
バッテリ３の充電率が第２閾値Ａ２以下である場合（Ｓ１３のＮＯ）、決定部２２２は、ＦＣスタック１が発生した電力をバッテリ３に供給することを決定する（Ｓ１４）。バッテリ３の充電率が第２閾値Ａ２より大きい場合（Ｓ１３のＹＥＳ）、取得部２２１は、温度センサ１１が検出した蓄冷器１０の温度を取得する（Ｓ１５）。
【0043】
蓄冷器１０の温度が第３閾値Ａ３より大きい場合（Ｓ１６のＹＥＳ）、決定部２２２は、ＦＣスタック１が発生した電力を第１コンプレッサ７に供給することを決定する（Ｓ１７）。蓄冷器の温度が第３閾値Ａ３以下である場合（Ｓ１６のＮＯ）、決定部２２２は、ＦＣスタック１が発生した電力を第２コンプレッサに供給することを決定する（Ｓ１８）。
【0044】
＜変形例＞
以上の説明においては、車両Ｓの停止時又はアイドリング時において、ＦＣスタック１が発生した電力をモータ６と異なる負荷（すなわち、バッテリ３、第１コンプレッサ７及び第２コンプレッサ）に供給する動作を例示したが、これに限らない。発電制御装置２０は、車両Ｓが走行中であっても、ＦＣスタック１の電圧、バッテリ３の充電率、及び蓄冷器１０の温度に基づいて、ＦＣスタック１からバッテリ３、第１コンプレッサ７及び第２コンプレッサに電力を供給することを決定してもよい。
以上の説明においては、車両Ｓの停止時又はアイドリング時において、ＦＣスタック１が発生した電力をモータ６と異なる負荷（すなわち、バッテリ３、第１コンプレッサ７及び第２コンプレッサ）に供給する動作を例示したが、これに限らない。発電制御装置２０は、車両Ｓが走行中であっても、ＦＣスタック１の電圧、バッテリ３の充電率、及び蓄冷器１０の温度に基づいて、ＦＣスタック１からバッテリ３、第１コンプレッサ７及び第２コンプレッサに電力を供給することを決定してもよい。
【0045】
＜発電制御装置２０による効果＞
以上説明したように、発電制御装置２０は、ＦＣスタック１の電圧とバッテリ３の充電率とを取得する取得部２２１と、ＦＣスタック１の電圧が第１閾値より大きく、かつバッテリ３の充電率が第２閾値以下である場合には、ＦＣスタック１からバッテリ３に電力を供給させ、ＦＣスタック１の電圧が第１閾値より大きく、かつバッテリ３の充電率が第２閾値より大きい場合には、ＦＣスタック１から車両Ｓが備える第１コンプレッサ７に電力を供給させる供給制御部２３１と、を有する。
以上説明したように、発電制御装置２０は、ＦＣスタック１の電圧とバッテリ３の充電率とを取得する取得部２２１と、ＦＣスタック１の電圧が第１閾値より大きく、かつバッテリ３の充電率が第２閾値以下である場合には、ＦＣスタック１からバッテリ３に電力を供給させ、ＦＣスタック１の電圧が第１閾値より大きく、かつバッテリ３の充電率が第２閾値より大きい場合には、ＦＣスタック１から車両Ｓが備える第１コンプレッサ７に電力を供給させる供給制御部２３１と、を有する。
【0046】
発電制御装置２０がこのように構成されることで、発電制御装置２０は、車両Ｓの停止時又はアイドリング時であっても、バッテリ３が充電可能な充電率であれば充電させたり、蓄冷器１０が冷却可能であれば第１コンプレッサに電気を供給して冷却させたりすることができる。その結果、ＦＣスタック１が、電気の供給先がないことにより発電しない状況になることを抑制できるため、ＦＣスタック１の電圧が開回路電圧に近くなることを回避できるとともに、電力が必要な供給先に電力を供給できる。
【0047】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。
【符号の説明】
【0048】
１ ＦＣスタック
１ａ ＦＣスタック
１ｂ ＦＣスタック
１ｃ ＦＣスタック
２ ＦＣＶＣＵ
３ バッテリ
３ａ バッテリ
３ｂ バッテリ
３ｃ バッテリ
４ バッテリＶＣＵ
５ インバータ
６ モータ
７ 第１コンプレッサ
８ 凝縮器
９ 膨張弁
１０ 蓄冷器
１１ 温度センサ
１２ 駆動輪
２０ 発電制御装置
２１ 記憶部
２２ 制御部
２２１ 取得部
２２２ 決定部
２２３ 供給指示部
２３１ 供給制御部
１ａ ＦＣスタック
１ｂ ＦＣスタック
１ｃ ＦＣスタック
２ ＦＣＶＣＵ
３ バッテリ
３ａ バッテリ
３ｂ バッテリ
３ｃ バッテリ
４ バッテリＶＣＵ
５ インバータ
６ モータ
７ 第１コンプレッサ
８ 凝縮器
９ 膨張弁
１０ 蓄冷器
１１ 温度センサ
１２ 駆動輪
２０ 発電制御装置
２１ 記憶部
２２ 制御部
２２１ 取得部
２２２ 決定部
２２３ 供給指示部
２３１ 供給制御部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【手続補正書】
【提出日】2024-03-15
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両に電力を供給する燃料電池スタック及びバッテリの電力供給を制御する発電制御装置であって、
前記燃料電池スタックの電圧と前記バッテリの充電率とを取得する取得部と、
前記電圧が第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値以下である場合には、前記燃料電池スタックから前記バッテリに電力を供給させ、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合には、前記燃料電池スタックから前記車両に搭載された架装物に電力を供給させる供給制御部と、
を有し、
前記架装物は、第１コンプレッサを有し、冷却機能を備える設備であって、
前記取得部は、前記架装物が備える蓄冷器の温度を取得し、
前記供給制御部は、前記電圧が前記第１閾値より大きく、且つ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合には、前記蓄冷器の温度が第３閾値より大きいことを条件として、前記燃料電池スタックから前記第１コンプレッサに電力を供給させる、
発電制御装置。
前記燃料電池スタックの電圧と前記バッテリの充電率とを取得する取得部と、
前記電圧が第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値以下である場合には、前記燃料電池スタックから前記バッテリに電力を供給させ、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合には、前記燃料電池スタックから前記車両に搭載された架装物に電力を供給させる供給制御部と、
を有し、
前記架装物は、第１コンプレッサを有し、冷却機能を備える設備であって、
前記取得部は、前記架装物が備える蓄冷器の温度を取得し、
前記供給制御部は、前記電圧が前記第１閾値より大きく、且つ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合には、前記蓄冷器の温度が第３閾値より大きいことを条件として、前記燃料電池スタックから前記第１コンプレッサに電力を供給させる、
発電制御装置。
【請求項2】
前記供給制御部は、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合に、前記蓄冷器の温度が前記第３閾値以下であることを条件として、前記第１コンプレッサと異なる第２コンプレッサに電力を供給させる、
請求項１に記載の発電制御装置。
請求項１に記載の発電制御装置。
【請求項3】
前記供給制御部は、前記第１コンプレッサへの電力の供給を開始させた後に、前記電圧が前記第１閾値以下の第４閾値より大きい場合、前記第１コンプレッサに供給する電力量を大きくする、
請求項１に記載の発電制御装置。
請求項１に記載の発電制御装置。
【請求項4】
前記供給制御部は、前記バッテリ又は前記第１コンプレッサへの電力の供給を開始させた後に、前記電圧が前記第１閾値以下の第４閾値以下に変化したことを条件として、前記バッテリ又は前記第１コンプレッサへの電力の供給を停止させる、
請求項１に記載の発電制御装置。
請求項１に記載の発電制御装置。
【請求項5】
車両が備えるプロセッサが実行する、
燃料電池スタックの電圧とバッテリの充電率とを取得するステップと、
前記電圧が第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値以下である場合には、前記燃料電池スタックから前記バッテリに電力を供給させ、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値より大きい場合には、前記燃料電池スタックから前記車両に搭載された架装物に電力を供給させるステップと、
を有し、
前記架装物は、第１コンプレッサを有し、冷却機能を備える設備であって、
前記取得するステップにおいて、前記架装物が備える蓄冷器の温度を取得し、
前記電力を供給させるステップにおいて、前記電圧が前記第１閾値より大きく、且つ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合には、前記蓄冷器の温度が第３閾値より大きいことを条件として、前記燃料電池スタックから前記第１コンプレッサに電力を供給させる、
発電制御方法。
燃料電池スタックの電圧とバッテリの充電率とを取得するステップと、
前記電圧が第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値以下である場合には、前記燃料電池スタックから前記バッテリに電力を供給させ、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値より大きい場合には、前記燃料電池スタックから前記車両に搭載された架装物に電力を供給させるステップと、
を有し、
前記架装物は、第１コンプレッサを有し、冷却機能を備える設備であって、
前記取得するステップにおいて、前記架装物が備える蓄冷器の温度を取得し、
前記電力を供給させるステップにおいて、前記電圧が前記第１閾値より大きく、且つ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合には、前記蓄冷器の温度が第３閾値より大きいことを条件として、前記燃料電池スタックから前記第１コンプレッサに電力を供給させる、
発電制御方法。
【請求項6】
車両が備えるプロセッサに、
燃料電池スタックの電圧とバッテリの充電率とを取得するステップと、
前記電圧が第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値以下である場合には、前記燃料電池スタックから前記バッテリに電力を供給させ、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値より大きい場合には、前記燃料電池スタックから前記車両に搭載された架装物に電力を供給させるステップと、
を実行させ、
前記架装物は、第１コンプレッサを有し、冷却機能を備える設備であって、
前記取得するステップにおいて、前記架装物が備える蓄冷器の温度を取得し、
前記電力を供給させるステップにおいて、前記電圧が前記第１閾値より大きく、且つ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合には、前記蓄冷器の温度が第３閾値より大きいことを条件として、前記燃料電池スタックから前記第１コンプレッサに電力を供給させる、
プログラム。
燃料電池スタックの電圧とバッテリの充電率とを取得するステップと、
前記電圧が第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値以下である場合には、前記燃料電池スタックから前記バッテリに電力を供給させ、前記電圧が前記第１閾値より大きく、かつ前記充電率が第２閾値より大きい場合には、前記燃料電池スタックから前記車両に搭載された架装物に電力を供給させるステップと、
を実行させ、
前記架装物は、第１コンプレッサを有し、冷却機能を備える設備であって、
前記取得するステップにおいて、前記架装物が備える蓄冷器の温度を取得し、
前記電力を供給させるステップにおいて、前記電圧が前記第１閾値より大きく、且つ前記充電率が前記第２閾値より大きい場合には、前記蓄冷器の温度が第３閾値より大きいことを条件として、前記燃料電池スタックから前記第１コンプレッサに電力を供給させる、
プログラム。