JP7460568B2 - Mobile objects and power control equipment - Google Patents

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Description

本発明は、移動体及び電力制御装置に関する。 The present invention relates to a mobile object and a power control device.

二酸化炭素の排出削減の要請から、自動車、バス、ディーゼル鉄道車両等（以下「移動体」と総称する。）の電動化が求められている。 The need to reduce carbon dioxide emissions has led to a demand for the electrification of automobiles, buses, diesel rail vehicles, etc. (collectively referred to as "mobile vehicles" below).

移動体の電源としては、燃料電池が候補となっており、燃料電池の特性上、蓄電池（リチウムイオン電池等の二次電池）との組み合わせが必要となる。 Fuel cells are a candidate as a power source for mobile bodies, and due to the characteristics of fuel cells, they must be combined with storage batteries (secondary batteries such as lithium ion batteries).

特許文献１には、外部に電力を供給する出力端子と、充電および放電を行う複数の蓄電手段（２次電池）と、これら蓄電手段のいずれかに充電を行う燃料電池と、蓄電手段のいずれか一つを選択して出力端子に接続する第１接続手段（スイッチ）と、この第１接続手段で出力端子に接続されていない蓄電手段のいずれか一つを選択して燃料電池に接続する第２接続手段（スイッチ）とを具備する、ハイブリッド電源装置が開示されている。 Patent Document 1 describes an output terminal that supplies power to the outside, a plurality of power storage means (secondary batteries) that charge and discharge, a fuel cell that charges any of these power storage means, and one of the power storage means. A first connecting means (switch) that selects one of these and connects it to the output terminal, and a first connecting means that selects one of the power storage means that is not connected to the output terminal and connects it to the fuel cell. A hybrid power supply device comprising a second connection means (switch) is disclosed.

特開平６－１２４７２０号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-124720

移動体は、通常、停止、加速、惰行、減速（ブレーキ）及び停止を繰り返すが、通常、加速には大電力が必要であり、加速に必要な電力は、ブレーキによる回生電力よりも大きい。このため、蓄電池は、所定の時期に充電を行わない場合、放電過多となり、徐々に充電率（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：ＳＯＣ）が低下する。その結果、モータに電力を供給できなくなり、最悪、移動体が停止してしまう可能性がある。 A moving body normally repeats stopping, accelerating, coasting, decelerating (braking), and stopping, but usually a large amount of electric power is required for acceleration, and the electric power required for acceleration is larger than the regenerated electric power by braking. Therefore, if the storage battery is not charged at a predetermined time, it will be over-discharged and the state of charge (SOC) will gradually decrease. As a result, power cannot be supplied to the motor, and in the worst case, the moving object may come to a halt.

そのため、燃料電池及び蓄電池を有する移動体においては、蓄電池のＳＯＣが所定の値以下になると、燃料電池の出力電力を蓄電池へ充電しＳＯＣの低下を抑制するように制御される。 Therefore, in a mobile object having a fuel cell and a storage battery, when the SOC of the storage battery falls below a predetermined value, the output power of the fuel cell is controlled to charge the storage battery to suppress the drop in SOC.

特許文献１に記載のハイブリッド電源装置は、燃料電池が複数の蓄電手段（２次電池）のいずれかに充電を行う構成を有する。しかしながら、特許文献１に記載のハイブリッド電源装置は、モータへの出力を前提としているため、モータ以外の機器である空調機、前照灯等に対して、燃料電池及び蓄電手段のいずれが電力を供給するかについては課題として残っている。また、特許文献１には、複数の蓄電手段のそれぞれのＳＯＣに基いて、燃料電池からの充電の対象とする蓄電手段をいずれにするか等を判定することについては記載されていない。 The hybrid power supply device described in Patent Document 1 has a configuration in which a fuel cell charges one of multiple power storage means (secondary batteries). However, because the hybrid power supply device described in Patent Document 1 is premised on output to a motor, the question of whether the fuel cell or the power storage means should supply power to equipment other than the motor, such as an air conditioner or headlights, remains an issue. Furthermore, Patent Document 1 does not mention determining which power storage means should be the target for charging from the fuel cell, based on the SOC of each of the multiple power storage means.

さらに、燃料電池は、水素を燃料とするため、水素の補給を必要とする。水素の補給の回数を減らす観点から、燃料電池における水素の消費量を削減することが望まれる。 Furthermore, fuel cells use hydrogen as fuel and therefore require hydrogen replenishment. From the perspective of reducing the number of times hydrogen needs to be replenished, it is desirable to reduce the amount of hydrogen consumed by fuel cells.

本発明の目的は、空調機等を有する移動体において、燃料電池及び蓄電池の電力の配分と蓄電池の充電とを適切に調整し、走行による蓄電池のＳＯＣ低下を抑制するとともに、燃料電池のエネルギー効率を向上し、移動体の燃費を向上することにある。 The object of the present invention is to appropriately adjust the distribution of power between a fuel cell and a storage battery and the charging of the storage battery in a mobile body having an air conditioner or the like, thereby suppressing the decrease in the SOC of the storage battery caused by driving, improving the energy efficiency of the fuel cell, and improving the fuel efficiency of the mobile body.

本発明の移動体は、燃料電池と、第一の蓄電池と、第二の蓄電池と、駆動機器と、駆動機器以外の機器である補機と、を備え、燃料電池は、補機に電力を供給するとともに、第一の蓄電池及び第二の蓄電池のうちのいずれか一方の充電電力を供給する構成を有し、第一の蓄電池及び第二の蓄電池のうち燃料電池から充電電力の供給を受けているもの以外の蓄電池は、駆動機器に電力を供給する構成を有し、第一の蓄電池及び第二の蓄電池の充電率を比較して、充電率が低いと判定された蓄電池を充電する設定とし、かつ、充電率が高いと判定された蓄電池を放電する設定とする構成を有する。 The mobile body of the present invention comprises a fuel cell, a first storage battery, a second storage battery, a drive device, and an auxiliary device other than the drive device, and the fuel cell is configured to supply power to the auxiliary device and to supply charging power to either the first storage battery or the second storage battery, and the first storage battery and the second storage battery other than the one receiving charging power from the fuel cell are configured to supply power to the drive device, and is configured to compare the charging rates of the first storage battery and the second storage battery, and to set the storage battery determined to have a low charging rate to be charged, and to set the storage battery determined to have a high charging rate to be discharged.

本発明によれば、空調機等を有する移動体において、燃料電池及び蓄電池の電力の配分と蓄電池の充電とを適切に調整し、走行による蓄電池のＳＯＣ低下を抑制するとともに、燃料電池のエネルギー効率を向上し、移動体の燃費を向上することができる。 According to the present invention, in a mobile body having an air conditioner or the like, the distribution of power between a fuel cell and a storage battery and the charging of the storage battery can be appropriately adjusted, suppressing the decrease in the SOC of the storage battery caused by driving, improving the energy efficiency of the fuel cell, and improving the fuel efficiency of the mobile body.

燃料電池及び蓄電池を備えた移動体の従来例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a conventional example of a moving body equipped with a fuel cell and a storage battery. 図１の移動体の走行時における電力配分の例を示すグラフである。2 is a graph showing an example of power allocation when the mobile body of FIG. 1 is traveling. 実施形態１の移動体を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a moving body of Embodiment 1. 図３の移動体における電力配分及びこれに対応する第二の蓄電池のＳＯＣの例を示すグラフである。4 is a graph showing an example of power distribution in the mobile body of FIG. 3 and the SOC of a second storage battery corresponding thereto. 図３の移動体における燃料電池から蓄電池への充電電力及びこれに対応する蓄電池のＳＯＣの例を示すグラフである。4 is a graph showing an example of charging power from a fuel cell to a storage battery in the mobile body of FIG. 3 and the corresponding SOC of the storage battery. 実施形態２の移動体を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing a moving body according to a second embodiment.

本開示に係る移動体は、燃料電池とともに用いる蓄電池を二つに分け、二つの蓄電池の充電及び放電についての切り替えを可能としたことを特徴とする。 A mobile object according to the present disclosure is characterized in that a storage battery used together with a fuel cell is divided into two, and charging and discharging of the two storage batteries can be switched.

まず、従来例について説明する。 First, we will explain the conventional example.

図１は、燃料電池及び蓄電池を備えた移動体の従来例の構成を示したものである。 FIG. 1 shows the configuration of a conventional mobile body equipped with a fuel cell and a storage battery.

本図において、移動体は、燃料電池１０と、蓄電池２０と、コンバータ１１、２１と、電力コントローラ４０と、インバータ７０、８０と、補機７５と、走行駆動機器８５（以下単に「駆動機器」ともいう。）と、を備えている。補機７５は、走行駆動機器８５以外の機器であり、空調機、前照灯等を含む。したがって、補機７５は、走行駆動機器８５が停止する停車時においても、電力を必要とする。 In this figure, the moving body includes a fuel cell 10, a storage battery 20, converters 11 and 21, a power controller 40, inverters 70 and 80, an auxiliary machine 75, and a traveling drive device 85 (hereinafter simply referred to as "drive device"). ). The auxiliary equipment 75 is equipment other than the traveling drive equipment 85, and includes an air conditioner, a headlamp, and the like. Therefore, the auxiliary machine 75 requires electric power even when the vehicle is stopped, when the travel drive device 85 is stopped.

コンバータ１１は、直流の出力を有する燃料電池１０の電圧を変換する。コンバータ２１は、蓄電池２０（二次電池）に直流の入力及び出力をする際に電圧を変換する。 The converter 11 converts the voltage of the fuel cell 10, which has a DC output. The converter 21 converts the voltage when inputting and outputting DC to the storage battery 20 (secondary battery).

インバータ７０は、燃料電池１０及び蓄電池２０の直流電力を交流電力に変換して、補機７５に供給する。インバータ８０は、燃料電池１０及び蓄電池２０の直流電力を交流電力に変換して、走行駆動機器８５に供給する。 The inverter 70 converts the DC power of the fuel cell 10 and the storage battery 20 into AC power, and supplies the AC power to the auxiliary equipment 75 . The inverter 80 converts the DC power of the fuel cell 10 and the storage battery 20 into AC power, and supplies the AC power to the travel drive device 85 .

電力コントローラ４０は、燃料電池１０の発電量、電圧等の信号を受信し、コンバータ１１に制御信号を送信する。また、電力コントローラ４０は、蓄電池２０のＳＯＣ、電圧等の信号を受信し、コンバータ２１に制御信号を送信する。 Power controller 40 receives signals such as the power generation amount and voltage of fuel cell 10 and transmits control signals to converter 11 . Further, the power controller 40 receives signals such as the SOC and voltage of the storage battery 20 and transmits a control signal to the converter 21.

図２は、図１の移動体の走行時における燃料電池及び蓄電池の電力配分の例を示すグラフである。 FIG. 2 is a graph showing an example of power distribution between a fuel cell and a storage battery when the moving body shown in FIG. 1 is traveling.

本図においては、横軸の時間の経過に従って、移動体が停車、加速、惰行、減速及び停車をする。 In this diagram, the moving object stops, accelerates, coasts, decelerates, and stops as time passes on the horizontal axis.

燃料電池１０（図１）は、停車時のほか、加速時、惰行時及び減速時においても、補機７５の電源として用いられる。 The fuel cell 10 (FIG. 1) is used as a power source for the auxiliary machine 75 not only when the vehicle is stopped, but also during acceleration, coasting, and deceleration.

移動体が加速を始めると、燃料電池１０は、出力を最大とする。燃料電池１０だけでは十分に加速することができないため、蓄電池２０の出力も使用する。減速時には、移動体の運動エネルギーの一部を回生電力として蓄電池２０の充電に利用する。 When the moving body starts accelerating, the fuel cell 10 maximizes its output. Since the fuel cell 10 alone cannot provide sufficient acceleration, the output of the storage battery 20 is also used. During deceleration, part of the kinetic energy of the moving body is used as regenerative power to charge the storage battery 20.

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.

（実施形態１）
図３は、本実施形態に係る移動体の構成を示したものである。 (Embodiment 1)
FIG. 3 shows the configuration of a moving body according to this embodiment.

本図において、移動体は、燃料電池１００と、第一の蓄電池２００と、第二の蓄電池３００と、コンバータ１１０、２１０、３１０と、電力コントローラ４００（電力制御装置）と、スイッチ５００、６００と、インバータ７００、８００と、補機７５０と、走行駆動機器８５０と、を備えている。補機７５０は、走行駆動機器８５０以外の機器であり、空調機、前照灯等を含む。なお、第一の蓄電池２００及び第二の蓄電池３００はそれぞれ、複数個の蓄電池を直列又は並列に接続して蓄電池ユニットを構成したものであってもよく、複数個の蓄電池を直列及び並列に接続して蓄電池ユニットを構成したものであってもよい。 In this diagram, the mobile body includes a fuel cell 100, a first storage battery 200, a second storage battery 300, converters 110, 210, 310, a power controller 400 (power control device), switches 500, 600, inverters 700, 800, auxiliary equipment 750, and a traveling drive device 850. The auxiliary equipment 750 is equipment other than the traveling drive device 850, and includes an air conditioner, headlights, etc. Note that the first storage battery 200 and the second storage battery 300 may each be a storage battery unit formed by connecting multiple storage batteries in series or in parallel, or may be a storage battery unit formed by connecting multiple storage batteries in series and in parallel.

スイッチ５００（第一のスイッチ）は、燃料電池１００からの電力を供給する接続先として、第一の蓄電池２００及び第二の蓄電池３００のいずれか一方を選択できるように構成されている。 The switch 500 (first switch) is configured to select either the first storage battery 200 or the second storage battery 300 as a connection destination for supplying power from the fuel cell 100.

スイッチ６００（第二のスイッチ）は、走行駆動機器８５０に第一の蓄電池２００及び第二の蓄電池３００のいずれか一方を選択して接続するように構成されている。 The switch 600 (second switch) is configured to selectively connect either the first storage battery 200 or the second storage battery 300 to the traveling drive device 850.

コンバータ１１０は、直流の出力を有する燃料電池１００の電圧を変換する。コンバータ２１０は、第一の蓄電池２００（二次電池）に直流の入力及び出力をする際に電圧を変換する。コンバータ３１０は、第二の蓄電池３００（二次電池）に直流の入力及び出力をする際に電圧を変換する。 The converter 110 converts the voltage of the fuel cell 100, which has a DC output. The converter 210 converts the voltage when DC is input and output to the first storage battery 200 (secondary battery). The converter 310 converts the voltage when DC is input and output to the second storage battery 300 (secondary battery).

インバータ７００は、燃料電池１００の直流電力を交流電力に変換して、補機７５０に供給する。インバータ８００は、第一の蓄電池２００及び第二の蓄電池３００の直流電力を交流電力に変換して、走行駆動機器８５０に供給する。ここで、走行駆動機器８５０は、電力により駆動する電動機である。 The inverter 700 converts the DC power of the fuel cell 100 into AC power and supplies it to the auxiliary equipment 750. The inverter 800 converts the DC power of the first storage battery 200 and the second storage battery 300 into AC power and supplies it to the traveling drive equipment 850. Here, the traveling drive equipment 850 is an electric motor that is driven by electricity.

電力コントローラ４００は、燃料電池１００の発電量、電圧等の信号を受信し、コンバータ１１０に制御信号を送信する。また、電力コントローラ４００は、第一の蓄電池２００及び第二の蓄電池３００のＳＯＣ、電圧等の信号を受信し、コンバータ２１０に制御信号を送信する。さらに、電力コントローラ４００は、スイッチ５００、６００を切り替えるための信号を送信する。 Power controller 400 receives signals such as the power generation amount and voltage of fuel cell 100 and transmits control signals to converter 110. Further, power controller 400 receives signals such as the SOC and voltage of first storage battery 200 and second storage battery 300, and transmits a control signal to converter 210. Additionally, power controller 400 sends a signal to switch switches 500, 600.

燃料電池１００の発電量は、補機７５０が必要とする電力を超える。このため、燃料電池１００の余剰電力は、第一の蓄電池２００又は第二の蓄電池３００の充電に利用することができる。この際の充電の対象を第一の蓄電池２００又は第二の蓄電池３００のいずれにするかについては、電力コントローラ４００が判定し、スイッチ５００を切り替えるための信号を送信する。本図においては、第一の蓄電池２００の充電を行っている。 The amount of power generated by the fuel cell 100 exceeds the power required by the auxiliary machine 750. Therefore, the surplus power of the fuel cell 100 can be used to charge the first storage battery 200 or the second storage battery 300. The power controller 400 determines whether the first storage battery 200 or the second storage battery 300 is to be charged at this time, and transmits a signal for switching the switch 500. In this figure, the first storage battery 200 is being charged.

また、スイッチ６００を切り替えることにより、第一の蓄電池２００又は第二の蓄電池３００のいずれかを放電用とし、インバータ８００を介して走行駆動機器８５０に電力を供給する。本図においては、第二の蓄電池３００を放電用としている。 Furthermore, by switching the switch 600, either the first storage battery 200 or the second storage battery 300 is used for discharging, and power is supplied to the travel drive device 850 via the inverter 800. In this figure, the second storage battery 300 is used for discharging.

図４は、図３の移動体における電力配分及びこれに対応する第二の蓄電池のＳＯＣの例を示すグラフである。 Figure 4 is a graph showing an example of power distribution in the mobile body of Figure 3 and the corresponding SOC of the second storage battery.

図４の上のグラフに示すように、燃料電池１００（図３）は、停車、加速、惰行、減速及び停車の走行パターンにかかわらず、補機７５０に一定の電力を供給する。加速時及び惰行時に走行駆動機器８５０への電力供給が必要となった場合には、第一の蓄電池２００又は第二の蓄電池３００が放電し、走行駆動機器８５０へ電力を供給する。図３においては、第二の蓄電池３００が放電している。一方、減速時には、回生ブレーキによる回生電力が発生するので、その回生電力は第一の蓄電池２００又は第二の蓄電池３００の充電に用いる。この場合において、走行駆動機器８５０に電力を供給するように設定された蓄電池（図３においては第二の蓄電池３００）に、減速に伴って発生する回生電力が充電電力として供給されることが望ましい。 As shown in the upper graph of FIG. 4, the fuel cell 100 (FIG. 3) supplies constant power to the auxiliary machine 750 regardless of the driving pattern of stopping, accelerating, coasting, decelerating, and stopping. When it becomes necessary to supply power to the travel drive device 850 during acceleration and coasting, the first storage battery 200 or the second storage battery 300 is discharged and supplies power to the travel drive device 850. In FIG. 3, the second storage battery 300 is discharging. On the other hand, during deceleration, regenerative power is generated by regenerative braking, and the regenerated power is used to charge the first storage battery 200 or the second storage battery 300. In this case, it is desirable that the regenerative power generated due to deceleration be supplied as charging power to the storage battery (second storage battery 300 in FIG. 3) that is set to supply power to the traveling drive device 850. .

図４の下のグラフに示すように、図３の場合、第二の蓄電池３００は、加速時には走行駆動機器８５０に電力を供給するため、ＳＯＣが低下する。一方、減速時には、回生ブレーキによる回生電力が供給され、充電されるため、ＳＯＣが上昇する。 As shown in the lower graph of FIG. 4, in the case of FIG. 3, the second storage battery 300 supplies power to the traveling drive equipment 850 during acceleration, so the SOC decreases. On the other hand, during deceleration, regenerative power is supplied by the regenerative brake and the battery is charged, so the SOC increases.

図５は、図３の移動体における燃料電池から蓄電池への充電電力及びこれに対応する蓄電池のＳＯＣの例を示すグラフである。 FIG. 5 is a graph showing an example of the charging power from the fuel cell to the storage battery in the mobile body of FIG. 3 and the SOC of the storage battery corresponding thereto.

図５の上のグラフに示すように、燃料電池１００（図３）の余剰電力は、継続的に蓄電池に供給される。これにより、蓄電池は、一定電力で充電される。図３の場合、この余剰電力は、第一の蓄電池２００の充電に用いられる。 As shown in the upper graph of Figure 5, the surplus power of the fuel cell 100 (Figure 3) is continuously supplied to the storage battery. This allows the storage battery to be charged with a constant power. In the case of Figure 3, this surplus power is used to charge the first storage battery 200.

図５の下のグラフに示すように、図３の場合、燃料電池１００からの余剰電力は、第一の蓄電池２００の充電に用いられるため、停車、加速、惰行、減速及び停車の走行パターンに関係なく、一定の速度でＳＯＣが上昇する。 As shown in the lower graph of Figure 5, in the case of Figure 3, surplus power from the fuel cell 100 is used to charge the first storage battery 200, so the SOC increases at a constant rate regardless of the driving pattern of stopping, accelerating, coasting, decelerating, and stopping.

このように、電力の供給先に関して、燃料電池１００と第一の蓄電池２００及び第二の蓄電池３００との役割分担を明確にし、燃料電池１００の十分な余力を設けることにより、燃料電池１００においてはエネルギー効率が高くなるように水素の供給量を調節して発電することができ、走行時及び停車時を含む全期間における燃料電池１００の水素の消費量を少なくすることができる。これにより、移動体に水素を補給する間隔を長くすることができる。 In this way, by clearly dividing the roles of the fuel cell 100, the first storage battery 200, and the second storage battery 300 in terms of the supply of electric power, and by providing sufficient reserve capacity for the fuel cell 100, the amount of hydrogen supplied can be adjusted to generate electric power so as to increase energy efficiency in the fuel cell 100, and the amount of hydrogen consumed by the fuel cell 100 during the entire period, including when the vehicle is traveling and when stopped, can be reduced. This makes it possible to lengthen the intervals between refueling the vehicle with hydrogen.

ここで、燃料電池のエネルギー効率、すなわち燃料電池に供給する水素の単位質量当たりの発電量（水素の単位質量当たりの出力）は、燃料電池の出力が高いほど高いわけではなく、所定の出力において最大となる。したがって、エネルギー効率と出力との関係を示すデータを、あらかじめ移動体又は外部の管理センタ等のサーバ等に設けたデータベースに保存しておき、エネルギー効率が最大となるように燃料電池の出力を調節することが望ましい。また、エネルギー効率と出力との関係について、走行時、停車時等に検出される水素の消費量、出力等から推算し、推算により取得されたデータ又は関係式に基いてエネルギー効率が最大となるように燃料電池の出力を調節してもよい。 Here, the energy efficiency of a fuel cell, i.e., the amount of electricity generated per unit mass of hydrogen supplied to the fuel cell (output per unit mass of hydrogen), does not increase as the output of the fuel cell increases, but is maximized at a specified output. Therefore, it is desirable to store data showing the relationship between energy efficiency and output in a database provided in advance on a server of the mobile body or an external management center, and adjust the output of the fuel cell so as to maximize the energy efficiency. In addition, the relationship between energy efficiency and output can be estimated from the amount of hydrogen consumption and output detected while the vehicle is traveling, stopped, etc., and the output of the fuel cell can be adjusted so as to maximize the energy efficiency based on the data obtained by the estimation or a relational equation.

また、第一の蓄電池２００と第二の蓄電池３００とについても、放電用と充電用とに分け、適切に切り替えることにより、燃料電池１００の余剰電力を確実に充電することができる。 Moreover, the first storage battery 200 and the second storage battery 300 are also divided into those for discharging and those for charging, and by appropriately switching between them, the surplus power of the fuel cell 100 can be reliably charged.

第一の蓄電池２００及び第二の蓄電池３００のＳＯＣの測定は、各種の方法があり、移動体の走行中においても可能である。ただし、移動体が停車している状態の方がＳＯＣの変化がないことから、ＳＯＣの測定が正確にできる点で望ましい。言い換えると、ＳＯＣの比較及び判定は、停車時に行うことが望ましい。 There are various methods for measuring the SOC of the first storage battery 200 and the second storage battery 300, and it is also possible while the moving object is running. However, since there is no change in SOC when the moving object is stopped, it is preferable to measure the SOC more accurately. In other words, it is desirable to compare and determine the SOC while the vehicle is stopped.

第一の蓄電池２００及び第二の蓄電池３００のＳＯＣを比較し、ＳＯＣが高い方を走行駆動機器８５０に接続する。言い換えると、ＳＯＣが高い方が放電用とする。放電用と充電用との切り替えは、スイッチ５００、６００を切り替えることにより行う。 The SOCs of the first storage battery 200 and the second storage battery 300 are compared, and the one with the higher SOC is connected to the travel drive device 850. In other words, the one with a higher SOC is used for discharging. Switching between discharging and charging is performed by switching the switches 500 and 600.

このようにして、第一の蓄電池２００及び第二の蓄電池３００のＳＯＣの合計値が低下しすぎることがないように制御することができる。 In this way, the total SOC of the first storage battery 200 and the second storage battery 300 can be controlled so that it does not drop too much.

まとめると、燃料電池１００は、補機７５０に電力を供給するとともに、第一の蓄電池２００及び第二の蓄電池３００のうちのいずれか一方の充電電力を供給する構成を有する。そして、第一の蓄電池２００及び第二の蓄電池３００のうち燃料電池１００から充電電力の供給を受けているもの以外の蓄電池は、前記駆動機器に電力を供給する構成を有する。また、第一の蓄電池２００及び第二の蓄電池３００のＳＯＣを比較して、ＳＯＣが低いと判定された蓄電池を充電する設定とし、かつ、ＳＯＣが高いと判定された蓄電池を放電する設定とする構成を有する。また、上記の比較及び判定は、電力コントローラ４００が行うことが望ましい。 In summary, the fuel cell 100 has a configuration that supplies power to the auxiliary device 750 and also supplies charging power for either the first storage battery 200 or the second storage battery 300. Of the first storage battery 200 and the second storage battery 300, the storage batteries other than those receiving charging power from the fuel cell 100 have a configuration that supplies power to the drive device. Further, the SOC of the first storage battery 200 and the second storage battery 300 are compared, and settings are made to charge a storage battery determined to have a low SOC, and to discharge a storage battery determined to have a high SOC. It has a configuration. Further, it is desirable that the above comparison and determination be performed by the power controller 400.

なお、本実施形態においては、電力コントローラ４００は、移動体に内蔵されたものとして説明しているが、電力コントローラ４００の配置は、これに限定されるものではなく、移動体の外部、例えば管理センタ等に設置してもよい。この場合には、移動体との信号の送受信は、無線で行うことになる。 In this embodiment, the power controller 400 is described as being built into the mobile body, but the location of the power controller 400 is not limited to this, and it may be installed outside the mobile body, for example, in a management center. In this case, signals are sent and received wirelessly to and from the mobile body.

（実施形態２）
図６は、実施形態２の移動体を示す構成図である。 (Embodiment 2)
FIG. 6 is a configuration diagram showing a moving body according to the second embodiment.

本図において図３と異なる点は、スイッチ９００（第三のスイッチ）を設けた点である。すなわち、この構成の違いが実施形態１との違いである。 The difference between this figure and FIG. 3 is that switch 900 (third switch) is provided. In other words, this difference in configuration is what distinguishes it from embodiment 1.

スイッチ９００は、コンバータ２１０、３１０との間に設けられている。これにより、第一の蓄電池２００及び第二の蓄電池３００の両方の放電電力を走行駆動機器８５０に供給可能としている。言い換えると、スイッチ９００は、第一の蓄電池２００及び第二の蓄電池３００を並列接続とし、両方の放電電力を走行駆動機器８５０に供給可能とするものである。 The switch 900 is provided between the converters 210 and 310. This allows the discharged power of both the first storage battery 200 and the second storage battery 300 to be supplied to the traveling drive device 850. In other words, the switch 900 connects the first storage battery 200 and the second storage battery 300 in parallel, allowing the discharged power of both to be supplied to the traveling drive device 850.

通常は、スイッチ９００は、開いた状態となっているが、第一の蓄電池２００及び第二の蓄電池３００のうちの一方の放電電力では走行駆動機器８５０に供給する電力を賄えない、すなわち走行駆動機器８５０に供給する電力が不足する、と電力コントローラ４００が判定した場合には、スイッチ９００を閉じて、第一の蓄電池２００及び第二の蓄電池３００の両方の放電電力を走行駆動機器８５０に供給する。なお、この時、燃料電池１００の出力電力も、走行駆動機器８５０に供給するようにしてもよい。さらに、燃料電池１００の発電量を増加させて、燃料電池１００から走行駆動機器８５０に供給する電力を大きくしてもよい。これにより、走行駆動機器８５０に十分な電力を供給することが可能となる。 Normally, the switch 900 is in an open state, but if the power controller 400 determines that the discharged power of one of the first storage battery 200 and the second storage battery 300 is not enough to supply the power to the traveling drive device 850, that is, that the power supplied to the traveling drive device 850 is insufficient, the switch 900 is closed to supply the discharged power of both the first storage battery 200 and the second storage battery 300 to the traveling drive device 850. At this time, the output power of the fuel cell 100 may also be supplied to the traveling drive device 850. Furthermore, the amount of power generated by the fuel cell 100 may be increased to increase the power supplied from the fuel cell 100 to the traveling drive device 850. This makes it possible to supply sufficient power to the traveling drive device 850.

なお、第一の蓄電池２００及び第二の蓄電池３００のうちの一方の放電電力では走行駆動機器８５０に十分な電力を供給できない、と電力コントローラ４００が判定する例としては、走行駆動機器８５０に電力を供給している蓄電池のＳＯＣが低下した場合、蓄電池が故障した場合、蓄電池の劣化が激しくなり出力が小さくなった場合などである。 Note that an example in which the power controller 400 determines that sufficient power cannot be supplied to the traveling drive device 850 with the discharged power of one of the first storage battery 200 and the second storage battery 300, This may occur if the SOC of the storage battery that supplies the power decreases, if the storage battery breaks down, or if the storage battery deteriorates so much that its output decreases.

また、本開示に係る移動体は、例えば、ガソリンエンジンを有するものであってもよいが、走行駆動機器８５０は、電動機であり、基本的には、第一の蓄電池２００及び第二の蓄電池３００のうちの一方だけから電力を供給される構成となっている。この場合において、ガソリンエンジンは、発電用として用いられ移動体のシステムの中で補助的に用いられることが二酸化炭素の排出低減の観点から望ましい。 The mobile body according to the present disclosure may have, for example, a gasoline engine, but the traveling drive device 850 is an electric motor and is basically configured to receive power from only one of the first storage battery 200 and the second storage battery 300. In this case, it is desirable from the perspective of reducing carbon dioxide emissions that the gasoline engine be used for power generation and used as an auxiliary in the mobile body system.

１０、１００：燃料電池、１１、２１、１１０、２１０、３１０：コンバータ、２０：蓄電池、４０、４００：電力コントローラ、７０、８０、７００、８００：インバータ、７５、７５０：補機、８５、８５０：走行駆動機器、２００：第一の蓄電池、３００：第二の蓄電池、５００、６００、９００：スイッチ。 10, 100: Fuel cell, 11, 21, 110, 210, 310: Converter, 20: Storage battery, 40, 400: Power controller, 70, 80, 700, 800: Inverter, 75, 750: Auxiliary equipment, 85, 850 : Travel drive equipment, 200: First storage battery, 300: Second storage battery, 500, 600, 900: Switch.

Claims (7)

燃料電池と、第一の蓄電池と、第二の蓄電池と、駆動機器と、前記駆動機器以外の機器である補機と、電力制御装置と、第一のスイッチと、第二のスイッチと、第三のスイッチと、を備える移動体であって、
前記燃料電池は、前記補機に電力を供給するとともに、前記第一の蓄電池及び前記第二の蓄電池のうちのいずれか一方の充電電力を供給する構成を有し、
前記第一の蓄電池及び前記第二の蓄電池のうち前記燃料電池から前記充電電力の供給を受けているもの以外の蓄電池は、前記駆動機器に電力を供給する構成を有し、
前記第一の蓄電池及び前記第二の蓄電池の充電率を比較して、前記充電率が低いと判定された蓄電池を充電する設定とし、かつ、前記充電率が高いと判定された蓄電池を放電する設定とする構成を有し、
前記第一のスイッチは、前記燃料電池からの電力を供給する接続先として、前記第一の蓄電池及び前記第二の蓄電池のいずれか一方を選択できるように構成され、
前記第二のスイッチは、前記駆動機器に前記第一の蓄電池及び前記第二の蓄電池のいずれか一方を選択して接続するように構成され、
前記電力制御装置は、前記第一の蓄電池及び前記第二の蓄電池の前記充電率の比較及び判定をし、
前記第三のスイッチは、前記第一の蓄電池及び前記第二の蓄電池の並列接続を可能とするように構成されている、移動体。 A fuel cell, a first storage battery, a second storage battery, a drive device, an auxiliary device that is a device other than the drive device, a power control device, a first switch, a second switch, and a second switch. A mobile body comprising : a third switch ;
The fuel cell has a configuration that supplies power to the auxiliary machine and also supplies charging power for either the first storage battery or the second storage battery,
Of the first storage battery and the second storage battery, the storage batteries other than those receiving the charging power from the fuel cell have a configuration that supplies power to the drive device,
Comparing the charging rates of the first storage battery and the second storage battery, setting the storage battery determined to have the low charging rate to be charged, and discharging the storage battery determined to have the high charging rate. It has a configuration to be set,
The first switch is configured to be able to select either the first storage battery or the second storage battery as a connection destination for supplying power from the fuel cell,
The second switch is configured to select and connect either the first storage battery or the second storage battery to the drive device,
The power control device compares and determines the charging rates of the first storage battery and the second storage battery,
The mobile body , wherein the third switch is configured to enable parallel connection of the first storage battery and the second storage battery . 前記駆動機器に電力を供給するように設定された前記蓄電池は、減速に伴って発生する回生電力が充電電力として供給されるように構成されている、請求項１記載の移動体。 The mobile body according to claim 1, wherein the storage battery configured to supply power to the drive equipment is configured to supply regenerative power generated during deceleration as charging power. 前記燃料電池は、エネルギー効率が最大となるように出力が調節される構成を有する、請求項１記載の移動体。 The vehicle according to claim 1, wherein the fuel cell has a configuration in which output is adjusted to maximize energy efficiency. 前記第一の蓄電池及び前記第二の蓄電池のうちのいずれか一方の放電電力だけでは前記駆動機器に供給する電力が不足する場合には、前記第一の蓄電池及び前記第二の蓄電池の両方から前記駆動機器に電力を供給する構成を有する、請求項１記載の移動体。 The moving body according to claim 1, which is configured to supply power to the driving device from both the first storage battery and the second storage battery when the discharge power of either the first storage battery or the second storage battery is insufficient to supply power to the driving device. 前記第一の蓄電池及び前記第二の蓄電池の前記充電率の比較及び判定は、停車時に行う、請求項１記載の移動体。 The moving body according to claim 1, wherein the comparison and determination of the charging rates of the first storage battery and the second storage battery are performed when the vehicle is stopped. 前記駆動機器は、電力により駆動する電動機である、請求項１記載の移動体。 The moving body according to claim 1, wherein the drive device is an electric motor driven by electric power. 燃料電池と、第一の蓄電池と、第二の蓄電池と、駆動機器と、前記駆動機器以外の機器である補機と、電力制御装置と、第一のスイッチと、第二のスイッチと、第三のスイッチと、を備える移動体を制御する電力制御装置であって、
前記燃料電池は、前記補機に電力を供給するとともに、前記第一の蓄電池及び前記第二の蓄電池のうちのいずれか一方の充電電力を供給する構成を有し、
前記第一の蓄電池及び前記第二の蓄電池のうち前記燃料電池から前記充電電力の供給を受けているもの以外の蓄電池は、前記駆動機器に電力を供給する構成を有し、
前記第一の蓄電池及び前記第二の蓄電池の充電率を比較して、前記充電率が低いと判定された蓄電池を充電する設定とし、かつ、前記充電率が高いと判定された蓄電池を放電する設定とし、
前記第一のスイッチは、前記燃料電池からの電力を供給する接続先として、前記第一の蓄電池及び前記第二の蓄電池のいずれか一方を選択できるように構成され、
前記第二のスイッチは、前記駆動機器に前記第一の蓄電池及び前記第二の蓄電池のいずれか一方を選択して接続するように構成され、
前記電力制御装置は、前記第一の蓄電池及び前記第二の蓄電池の前記充電率の比較及び判定をし、
前記第三のスイッチは、前記第一の蓄電池及び前記第二の蓄電池の並列接続を可能とするように構成されている、電力制御装置。 A power control device for controlling a mobile object including a fuel cell, a first storage battery, a second storage battery, a driving device, an auxiliary device other than the driving device , a power control device, a first switch, a second switch, and a third switch,
the fuel cell is configured to supply electric power to the auxiliary device and to supply charging power to either the first storage battery or the second storage battery,
a storage battery among the first storage battery and the second storage battery other than the storage battery receiving the supply of the charging power from the fuel cell is configured to supply power to the driving device,
comparing the charging rates of the first storage battery and the second storage battery, setting the storage battery whose charging rate is determined to be low to be charged, and setting the storage battery whose charging rate is determined to be high to be discharged;
the first switch is configured to select either the first storage battery or the second storage battery as a connection destination for supplying electric power from the fuel cell;
the second switch is configured to selectively connect one of the first storage battery and the second storage battery to the driving device;
The power control device compares and determines the charging rates of the first storage battery and the second storage battery,
The third switch is configured to enable parallel connection of the first storage battery and the second storage battery .
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