燃料电池系统的制作方法
【专利说明】燃料电池系统
[0001]本申请主张基于在2014年11月14日提出申请的申请号2014-231290号的日本专利申请的优先权，并将其公开的全部内容通过参照并入本申请中。
技术领域
[0002]本发明涉及燃料电池系统。
【背景技术】
[0003]在W02011/013213A中公开了一种燃料电池系统，具备:转换器控制部，对使燃料电池的输出电压升压并向电动机输出的转换器的动作进行控制；逆变器控制部，对驱动电动机的逆变器的动作进行控制；及控制器，对转换器控制部及逆变器控制部的动作进行控制。在该燃料电池系统中，转换器与逆变器实质上不经由转换器控制部及逆变器控制部而由直接连接的硬线(直配线)连接，在转换器及逆变器中的一方产生了异常的情况下，异常信号经由直配线传递至另一方，能够使转换器及逆变器这双方停止。
[0004]另外，在JP2012-209257A中记载有一种燃料电池系统，具备包含电动机控制部和转换器控制部的多个控制部、对多个控制部进行总括的统一控制部。
【发明内容】
[0005]发明要解决的课题
[0006]在W02011/013213A的燃料电池系统中，例如，在转换器产生了异常的情况下，异常信号经由直配线从转换器发送给逆变器，使转换器及逆变器这双方停止(以下，也称为“硬停止”或“硬停机”)。另一方面，逆变器控制部服从从转换器控制部经由控制器发送的异常信号(停止信号)，因此逆变器控制部的停止(以下，也称为“软停止”或“软停机”)比逆变器的停止延迟。其结果是，存在逆变器控制部的控制动作有可能产生不良情况，系统整体的控制动作有可能产生不良情况的课题。另外，在JP2012-209257A中关于这种课题未作任何记载。
[0007]用于解决课题的方案
[0008]本发明为了解决上述课题的至少一部分而作出，能够作为以下的方式实现。
[0009](I)根据本发明的一方式，提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备:以比燃料电池的输出高的电压进行动作的多个高电压单元；对各高电压单元进行控制的多个高电压单元控制部；经由通信线路对上述多个高电压单元控制部分别进行控制的统一控制部；及多个专用配线，为了将用于使上述多个高电压单元停止的硬停机信号发送给上述多个高电压单元控制部而设于上述统一控制部与上述多个高电压单元控制部之间。上述多个高电压单元控制部分别具有:监控部，对经由上述专用配线发送来的上述硬停机信号进行监控；及停止部，基于上述监控部的监控结果，使由该高电压单元控制部控制的高电压单元的动作停止，并且使该高电压单元控制部的控制功能中的至少一部分的控制功能的动作停止。
[0010]根据该方式的燃料电池系统，多个高电压单元控制部分别监控经由专用配线发送来的硬停机信号，基于其监控结果，能够使由该高电压单元控制部控制的高电压单元的动作停止，并且能够不等待来自统一控制部的指令而使至少一部分的控制功能的动作停止。由此，能够抑制高电压单元控制部的控制动作产生不良情况，并能够抑制作为燃料电池系统整体的控制动作产生不良情况。
[0011](2)在上述方式的燃料电池系统中，可以是，上述统一控制部具有硬停机输出部，该硬停机输出部根据从上述多个高电压单元控制部中的任意一个高电压单元控制部经由上述通信线路发送给上述统一控制部的停机要求，经由上述多个专用配线对上述多个高电压单元控制部输出硬停机信号。
[0012]根据该方式的燃料电池系统，多个高电压单元控制部分别监控根据来自其他高电压单元控制部的停机要求从统一控制部经由专用配线发送来的硬停机信号，并能够基于其监控结果，使高电压单元的动作停止。由此，能够抑制高电压单元控制部的控制动作产生不良情况，并抑制作为燃料电池系统整体的控制动作产生不良情况。
[0013]本发明能够以各种方式实现，例如，能够以燃料电池系统、燃料电池系统的控制方法等各种方式实现。
【附图说明】
[0014]图1是表示作为本发明的一实施方式的燃料电池系统的结构的概略图。
[0015]图2是表示对图1所示的FC升压转换器及PCU进行控制的控制部的内部结构的一例的说明图。
[0016]图3是表示随着FC升压转换器的停机动作而执行的PCU的停机动作的说明图。
【具体实施方式】
[0017]在实施方式中，使用以下简称。
[0018]■ ACP:空气压缩机
[0019]■ BAT: 二次电池
[0020]■ E⑶:电子控制单元
[0021]■ FC:燃料电池
[0022]■ MC:微型计算机
[0023]■ P⑶:动力控制单元
[0024]■ TM:驱动电动机
[0025]■ FDC-ECU:FC升压转换器控制部
[0026]■ MG-E⑶:动力控制单元控制部
[0027]■ PM-ECU:统一控制部
[0028]■ SD:停机
[0029]■ SSD:软停机
[0030]■ HSD:硬停机
[0031]图1是表示作为本发明的一实施方式的燃料电池系统100的结构的概略图。在本实施方式中，燃料电池系统100搭载于车辆(也称为“燃料电池车辆”)。燃料电池系统100根据车辆的驾驶者对加速器踏板操作(未图示)的要求(以下，将加速器踏板的踏下量也称为“加速器位置”)，输出作为车辆的动力源的电力。
[0032]燃料电池系统100具备:燃料电池(FC:Fuel Cell) 10、控制部20、阴极气体供给系统30、阴极气体排出系统40、阳极气体供给系统50、阳极气体循环系统60、冷却介质循环系统70及电力系统80。
[0033]燃料电池10是接受作为燃料气体(也称为“阳极气体”)的氢和作为氧化气体(也称为“阴极气体”)的空气(严格来说是氧)的供给而进行发电的固体高分子型燃料电池。燃料电池10具有层叠多个单电池11而成的电池组结构。另外，在燃料电池10上形成有反应气体或冷却介质用的歧管作为沿层叠方向的贯通孔，但省略图示。
[0034]虽然省略图示，但是单电池11基本上具有利用分隔件来夹持作为发电体的膜电极接合体(MEA:Membrane_Electrode Assembly:膜电极组件)的结构。MEA包括由离子交换膜构成的固体高分子型电解质膜(也简称为“电解质膜”)、由形成在电解质膜的阳极侧的面上的催化剂层及气体扩散层构成的阳极、由形成在电解质膜的阴极侧的面上的催化剂层及气体扩散层构成的阴极。另外，在分隔件的与气体扩散层相接的面上形成有供阳极气体和阴极气体流动的槽状的气体流路。但是，在分隔件与气体扩散层之间有时也另行设置气体流路部。
[0035]控制部20是对阴极气体供给系统30、阴极气体排出系统40、阳极气体供给系统50、阳极气体循环系统60、冷却介质循环系统70及电力系统80进行控制，使燃料电池10发电出与来自外部的对于系统的输出要求对应的电力的控制装置。另外，对于该控制部20进一步在后文叙述。
[0036]阴极气体供给系统30具备:阴极气体配管31、空气压缩机(ACP)32、气流计33及开闭阀34。阴极气体供给配管31是与燃料电池10的阴极气体供给歧管连接的配管。
[0037]空气压缩机32经由阴极气体供给配管31而与燃料电池10连接。空气压缩机32将取入外气并压缩后的空气作为阴极气体向燃料电池10供给。气流计33在空气压缩机32的上游侧，计测空气压缩机32取入的外气的量，并发送给控制部20。基于气流计33的计测值，由控制部20控制对于燃料电池10的空气的供给量。开闭阀34设于空气压缩机32与燃料电池10之间。开闭阀34通常为关闭的状态，在从空气压缩机32将具有预定压力的空气向阴极气体供给配管31供给时打开。
[0038]阴极气体排出系统40具备阴极废气配管41和调压阀43。阴极废气配管41是与燃料电池10的阴极气体排出歧管连接的配管。阴极废气(也称为“阴极排气”)经由阴极废气配管41向燃料电池系统100的外部排出