燃料電池車輛的制作方法
【專利摘要】即使在行駛停止后也能檢測行駛中從燃料電池系統泄漏的氫，并且能防止產生控制用的電源的蓄電器的蓄電量的降低。因此，即使斷開點火開關(11)，也維持接通自保持繼電器(35)的狀態而維持車輛控制器(23)的電源。另一方面，在未檢測到燃料電池系統(13)的氫泄漏，而斷開行駛系統后經過固定時間時，切斷車輛控制器(23)的電源。
【專利說明】燃料電池車輛

【技術領域】
[0001] 本發明涉及由電動機利用燃料電池系統產生的電力驅動驅動輪的燃料電池車輛。

【背景技術】
[0002] 專利文獻1中公開了關于燃料電池系統在發電停止時的氫泄漏的檢測。專利文獻 2中公開了關于系統處于停頓狀態時的氫泄漏的檢測。專利文獻3中公開了檢測氫泄漏等 異常的系統。在該專利文獻1?3公開的技術中，用于檢測氫泄漏的裝置的電源總是接通。
[0003] 現有摶術f獻
[0004] 專利f獻
[0005] 專利文獻1:特開號公報
[0006] 專利文獻2:特開2004-4013號公報
[0007] 專利文獻3:特開號公報


【發明內容】

[0008] 發明要解決的問是頁
[0009] 燃料電池車輛是搭載燃料電池系統（包含氫罐和配管）和電動機，由燃料電池系 統產生電力，由此驅動電動機，從而驅動驅動輪而行駛的車輛。在這樣的燃料電池車輛中， 搭載檢測氫的氫泄漏傳感器，需要監視來自燃料電池系統的氫的泄漏。
[0010] 然而，在燃料電池車輛的行駛中，有即使存在來自燃料電池系統的氫的泄漏也由 于行駛風而不能檢測的可能性。
[0011] 因此，需要即使燃料電池車輛停止而點火開關斷開，也維持氫泄漏傳感器、用于在 該氫泄漏傳感器中檢測氫的控制裝置的電源，即使在點火開關斷開后也能進行氫的泄漏檢 測。
[0012] 但是，當即使在點火開關斷開后也長期地維持氫泄漏傳感器、控制裝置的電源時， 向它們供給電力的控制用的蓄電器的蓄電量降低。因此，有可能即使下次接通點火開關而 想要使車輛行駛也不能行駛。
[0013] 本發明的目的在于即使在行駛停止后也能檢測行駛中從燃料電池系統泄漏的氫， 并且能降低產生控制用的電源的蓄電器的電力消耗量。
[0014] 用于解決問題的方案
[0015] (1)本發明的一方式是燃料電池車輛，具備：驅動輪；電動機，其驅動上述驅動輪； 燃料電池系統，其產生電力并向上述電動機供給該電力；電池，其儲存由上述燃料電池系統 產生的電力以向上述電動機供給該電力，上述燃料電池車輛的特征在于，具備：氫泄漏傳感 器，其檢測上述燃料電池系統有無氫泄漏；第1控制部，其控制上述燃料電池系統和上述電 池，并且，通過上述氫泄漏傳感器判斷有無上述氫泄漏；蓄電部，其儲存電力用于供給上述 氫泄漏傳感器和上述第1控制部；以及第2控制部，其在點火開關斷開，并且在上述氫泄漏 傳感器沒有檢測到上述氫泄漏的情況下，在預定的固定時間的期間維持上述蓄電部向上述 氫泄漏傳感器和上述第1控制部的電力供給，之后停止該電力供給。
[0016] (2)本發明的另一方式屬于（1)的方式，其特征在于，還具備第1通知部，在點火開 關斷開后，上述氫泄漏檢測部在持續檢測到上述燃料電池系統有氫泄漏的期間，通知該泄 漏的事實。
[0017] (3)本發明的另一方式屬于（2)的方式，其特征在于，還具備檢測上述蓄電部的蓄 電量的蓄電量檢測傳感器，在上述蓄電量檢測傳感器檢測的蓄電量低于預定的固定值時， 即使在上述預定的固定時間的期間或者在上述第1通知部通知的過程中，上述第2控制部 也停止向上述氫泄漏傳感器和上述第1控制部進行電力供給。
[0018] (4)本發明另一方式屬于（1)的方式，其特征在于，還具備：履歷存儲部，其在點火 開關斷開后上述氫泄漏檢測部檢測到上述燃料電池系統有氫泄漏的情況下，將該氫泄漏的 事實作為履歷進行存儲；以及第2通知部，其在點火開關接通時并且上述履歷存儲部中存 儲有上述氫泄漏事實的履歷的情況下，通知該事實。
[0019] (5)本發明的另一方式屬于（4)的方式，還具備行駛禁止部，其在點火開關接通時 并且在上述履歷存儲部中存儲有上述氫泄漏的事實的履歷的情況下，禁止車輛行駛。
[0020] 發明效果
[0021] 根據（1)的方式，即使在行駛停止后也能檢測燃料電池車輛的行駛中從燃料電池 系統泄漏的氫，并且能降低產生控制用的電源的蓄電器的電力消耗量。
[0022] 根據（2)的方式，燃料電池車輛周圍的人能知道正在從燃料電池系統泄漏氫，能 適當地應對。
[0023] 根據（3)的方式，能防止蓄電部的過放電。
[0024] 根據（4)的方式，能在下次接通點火開關時通知并提醒乘員點火開關斷開中的氫 泄漏的事實。
[0025] 根據（5)的方式，即使行駛中產生的來自燃料電池系統的氫泄漏暫時結束，如果 開始車輛的行駛，再次發生氫泄漏的可能性較高，因此如果有點火開關斷開中的氫泄漏的 事實，則不能使車輛行駛，能防止再次發生氫泄漏。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1是示出作為本發明的一實施方式的燃料電池車輛的電連接的框圖。
[0027] 圖2是說明作為本發明的一實施方式的燃料電池車輛的車輛控制器執行的控制 的流程圖。
[0028] 圖3是說明作為本發明的一實施方式的燃料電池車輛的車輛控制器執行的控制 的流程圖。

【具體實施方式】
[0029] 下面說明本發明的一實施方式。
[0030] 圖1是示出本實施方式的燃料電池車輛1的電連接的框圖。燃料電池車輛1利用 電動機11驅動驅動輪12。燃料電池系統13產生電力。另外，高電壓電池14儲存由燃料電 池系統13產生的電力。利用逆變器15將由該燃料電池系統13產生的電力或者高電壓電 池14的儲存電力交流化，利用該交流電力驅動電動機11。
[0031] 氫泄漏傳感器16是用于檢測燃料電池系統13中使用的氫的泄漏的傳感器。
[0032] 12V電池21是向各部供給12V的直流電源27作為控制用的電源的電池，構成蓄電 部。12V電池21作為電源經由DC/DC轉換器22對高電壓電池14充電。電壓傳感器25具 有通過檢測12V電池21的電壓來檢測12V電池21的蓄電量的作為蓄電量檢測傳感器的功 能。
[0033] 車輛控制器23是以微型計算機為中心構成的控制裝置，集中地控制各部。車輛控 制器23能通過CAN (Controller Area Network :控制器局域網）與燃料電池系統13、高電壓 電池14、逆變器15等通信，能控制這些設備。車輛控制器23根據其控制功能實現第1控 制部、第2控制部、行駛禁止部。另外，車輛控制器23利用其非易失性存儲器實現履歷存儲 部。
[0034] 指示器26能根據車輛控制器23的控制信號對司機顯示各種信息。車外蜂鳴器28 能發出警告聲。車外蜂鳴器28實現第1通知部。指示器26實現第2通知部。
[0035] DC/DC繼電器31是用于將連接高電壓電池14和DC/DC轉換器22的線32連接或 者切斷的繼電器。當使DC/DC繼電器31接通時，能用高電壓電池14的電力對12V電池21 充電。
[0036] 高電壓繼電器33是用于將連接燃料電池系統13和逆變器15的線34和線32之 間連接或者切斷的繼電器。當使高電壓繼電器33接通時，能用燃料電池系統13的發電電 力對高電壓電池14充電，另外，能將高電壓電池14的電力供給到電動機11。從車輛控制器 23輸出控制信號來進行高電壓繼電器33的接通、斷開。
[0037] 自保持繼電器35是用于從直流電源27向車輛控制器23、燃料電池系統13、高電 壓電池14、逆變器15等供給控制用電源或者使該供給停止的繼電器。從車輛控制器23輸 出控制信號來進行自保持繼電器35的接通、斷開。
[0038] 由晶體管構成的開關元件41是用于使自保持繼電器35接通、斷開的元件。當使 燃料電池車輛1的點火開關42接通時，從直流電源27經由二極管43向開關元件41的柵 極施加電壓而使開關元件41接通，由此使自保持繼電器35接通，向車輛控制器23等供給 電力。另外，即使斷開點火開關42,也能從車輛控制器23經由二極管44向開關元件41的 柵極輸出控制信號而使開關元件41接通，由此使自保持繼電器35接通。
[0039] 氫泄漏傳感器16經由車輛控制器23從直流電源27獲得電力，根據來自車輛控制 器23的控制信號驅動，并且經由車輛控制器23接地。另外，電壓傳感器25的檢測信號也 被車輛控制器23獲取。
[0040] 下面說明車輛控制器23執行的控制的內容。圖2、圖3是示出該控制內容的流程 圖。
[0041] 首先，當通過使點火開關42接通向開關元件41的柵極施加電壓而從直流電源27 向車輛控制器23供給電力時（步驟S1中的"是"），車輛控制器23開始向開關元件41的 柵極輸出控制信號，維持接通自保持繼電器35 (步驟S2)，從而，維持接通車輛控制器23的 電源的狀態。另外，將上次點火開關42斷開時由氫泄漏傳感器16檢測的是否有來自燃料 電池系統13的氫的泄漏作為履歷存儲在車輛控制器23的非易失性存儲器中（詳細情況后 述）。車輛控制器23讀出該履歷的信息，如果記錄著有氫的泄漏的意思的履歷，使指示器 26顯示而通知警報（步驟S2)。此外，警報的通知不只是指示器26進行顯示，還可以以聲 音的方式進行。
[0042] 并且，車輛控制器23根據讀出的履歷判斷上次車輛1起動時是否有燃料電池系統 13的氫泄漏（步驟S3)。當沒有氫泄漏時（步驟S3中的"否"），車輛控制器23判斷是否 能由氫泄漏傳感器16檢測到燃料電池系統13的氫泄漏（步驟S4)。當不能檢測到氫泄漏 時（步驟S4中的"否"），車輛控制器23起動車輛1的整個系統，使車輛1處于能行駛的狀 態（步驟S5)。即，能用燃料電池系統13、高電壓電池14供給的電力驅動電動機11。
[0043] 根據上述履歷在上次車輛1起動時有燃料電池系統13的氫泄漏時（步驟S3中的 "是"），或者，在使點火開關42接通后能檢測到氫泄漏時（步驟S4中的"是"），車輛控制器 23使指示器26顯示氫泄漏的警報（步驟S6)。另外，在該情況下，不能起動車輛1的系統 (步驟S6)。即，車輛控制器23不能從燃料電池系統13、高電壓電池14向電動機11供給 電力，從而不能使車輛1行駛。并且，之后使點火開關42斷開時（步驟S7中的"是"），車 輛控制器23將檢測到燃料電池系統13的氫泄漏這一異常的發生作為履歷存儲在車輛控制 器23的非易失性存儲器中，并通過斷開向開關元件41發送的控制信號而斷開自保持繼電 器35 (步驟S16)，車輛控制器23本身也斷開。
[0044] 在起動車輛1的整個系統,使車輛1處于能行駛的狀態（步驟S5)后，由氫泄漏傳 感器16檢測到氫泄漏時（步驟S8中的"是"），車輛控制器23使指示器26顯示氫泄漏的 警報（步驟S9)。另外，在該情況下，車輛控制器23斷開車輛1的行駛系統而使車輛1處 于不能行駛的狀態（步驟S9)。即，車輛控制器23使電動機11停止，停止從燃料電池系統 13、高電壓電池14向電動機11的電力供給。并且，之后斷開點火開關42時（步驟S10中 的"是"），車輛控制器23將檢測到燃料電池系統13的氫泄漏這一異常的發生作為履歷存 儲在車輛控制器23的非易失性存儲器中，并通過斷開向開關元件41發送的控制信號而斷 開自保持繼電器35 (步驟S16)，車輛控制器23本身也斷開。
[0045] 在氫泄漏傳感器16沒有檢測到氫泄漏時（步驟S8中的"否")，之后如果使點火開 關42斷開（步驟S11中的"是"），則車輛控制器23斷開車輛1的行駛系統而使車輛1處 于不能行駛的狀態（步驟S12)。即，車輛控制器23使電動機11停止，停止從燃料電池系統 13、高電壓電池14向電動機11的電力供給。但是，在該情況下，持續從車輛控制器23向開 關元件41發送控制信號而維持接通自保持繼電器35的狀態，從而保持車輛控制器23的電 源（步驟S12)。由此，持續保持由氫濃度傳感器16進行的燃料電池系統13的氫泄漏的檢 測狀態（步驟S12)。
[0046] 在該狀態下，在檢測到燃料電池系統13的氫泄漏的情況下（步驟S13中的"是")， 車輛控制器23使車外蜂鳴器28鳴叫，通知燃料電池車輛1周圍的人（步驟S14)。之后，在 變得檢測不到燃料電池系統13的氫泄漏而該氫泄漏結束的情況下（步驟S15中的"是"）， 車輛控制器23將檢測到燃料電池系統13的氫泄漏這一異常的發生作為履歷存儲在車輛控 制器23的非易失性存儲器中，并通過斷開向開關元件41發送的控制信號而斷開自保持繼 電器35 (步驟S16)，車輛控制器23本身也斷開。
[0047] 在繼續檢測到氫泄漏而該氫泄漏沒有結束的情況下（步驟S15中的"否")，車輛控 制器23判斷由電壓傳感器25檢測的12V電池21的電壓是否低于預先設定的下限值（步 驟S17)。當12V電池21的電壓低于預先設定的下限值時（步驟S17中的"是")，車輛控制 器23將檢測到燃料電池系統13的氫泄漏這一異常的發生作為履歷存儲在車輛控制器23 自身的非易失性存儲器中，并通過斷開向開關元件41發送的控制信號而斷開自保持繼電 器35 (步驟S16)，車輛控制器23本身也斷開。
[0048] 另一方面，在步驟S13中沒有檢測到燃料電池系統13的氫泄漏的情況下（步驟 S13中的"否"），車輛控制器23判斷從步驟S12中斷開行駛系統起是否經過了預定的固定 時間（步驟S18)。當經過了該固定時間時（步驟S18中的"是")，車輛控制器23將沒有檢 測到燃料電池系統13的氫泄漏的情況作為履歷存儲在車輛控制器23自身的非易失性存儲 器中，并通過斷開向開關元件41發送的控制信號而斷開自保持繼電器35 (步驟S16)，車輛 控制器23本身也斷開。另一方面，當沒有經過固定時間時（步驟S18中的"否"），車輛控 制器23繼續在步驟S13中檢測燃料電池系統13的氫泄漏（步驟S19中的"否")，直到12V 的直流電源27的電壓低于預定的下限值為止（步驟S19中的"是"）。該固定時間是氫泄 漏檢測所需要的時間，通過進行實驗而算出。
[0049] 根據以上說明的燃料電池車輛1，即使斷開點火開關11 (步驟S11中的"是"），車 輛控制器23也維持車輛控制器23的電源（步驟S12)，另一方面，在沒有檢測到燃料電池系 統13的氫泄漏（步驟S13中的"否"），行駛系統斷開后經過了固定時間時（步驟S18中的 "是"），車輛控制器23切斷車輛控制器23的電源（步驟S16)。因此，即使在行駛停止后也 能檢測在燃料電池車輛1的行駛中從燃料電池系統13產生的氫，并且能降低產生控制用的 直流電源27的12V電池21的電力消耗量。
[0050] 另外，車輛控制器23在檢測到氫泄漏時（步驟S13中的"是"），只要氫泄漏沒有 結束，原則上就將氫泄漏的發生的警報通知給燃料電池車輛1周圍的人（步驟S14、15中的 "否"），因此搭乘者等能知道氫正在從燃料電池系統13泄漏，能適當地應對。
[0051] 而且，即使在該警報中（步驟S14、S15中的"否"），當12V電池21的電壓低于預 先設定的下限值時（步驟S17中的"是"），車輛控制器23也斷開向車輛控制器23供給的 電力本身，因此能防止12V電池21的過放電。
[0052] 此外，車輛控制器23將氫泄漏的事實作為履歷存儲起來（步驟S16)，使指示器26 將其作為警報進行顯示（步驟S2)，由此能在下次接通點火開關42時通知并提醒乘員氫泄 漏的事實。
[0053] 另外，即使車輛1行駛中產生的來自燃料電池系統13的氫泄漏暫時結束，如果開 始車輛1的行駛，再次發生氫泄漏的可能性較高。因此，如果在上次起動車輛1后的點火 開關42的斷開中有氫泄漏的事實（步驟S3中的"是"），則車輛控制器23使車輛不能行駛 (步驟S6)，能防止再次發生氫泄漏。
[0054] 此外，在上述實施方式中，車輛控制器23按固定時間驅動自保持繼電器35 (步驟 S18)，但是也可以設置電容器，用12V電池21等對該電容器充電，將其作為點火開關42斷 開后的車輛控制器23的電源。這是因為當點火開關42斷開后該電容器耗盡時，車輛控制 器23斷開，不會使12V電池21進一步消耗。另外，由于車輛1的規格上的理由等，不能確 保氫泄漏檢測所需要的12V電池21的容量的情況下，能使用從高電壓電池14降壓的12V 電源進行同等的控制。而且，即使在不具有12V電池21的車輛的情況下，能使用從高電壓 電池14降壓的12V進行同等的控制。
[0055] 附圖標記說明
[0056] 11 電動機
[0057] 12 驅動輪
[0058] 13 燃料電池系統
[0059] 14 高電壓電池
[0060] 16 氫泄漏傳感器
[0061] 21 12V 電池
[0062] 23 車輛控制器
[0063] 25 電壓傳感器
[0064] 26 指示器
[0065] 35 自保持繼電器
[0066] 27 直流電源
[0067] 41 開關元件
[0068] 42 點火開關
【權利要求】
1. 一種燃料電池車輛，具備：驅動輪；電動機，其驅動上述驅動輪；燃料電池系統，其產 生電力并向上述電動機供給該電力；電池，其儲存由上述燃料電池系統產生的電力以向上 述電動機供給該電力，上述燃料電池車輛的特征在于，具備： 氫泄漏傳感器，其檢測上述燃料電池系統有無氫泄漏； 第1控制部，其控制上述燃料電池系統和上述電池，并且，通過上述氫泄漏傳感器判斷 有無上述氫泄漏； 蓄電部，其儲存電力用于供給上述氫泄漏傳感器和上述第1控制部；以及 第2控制部，其在點火開關斷開并且在上述氫泄漏傳感器沒有檢測到上述氫泄漏的情 況下，在預定的固定時間的期間維持上述蓄電部向上述氫泄漏傳感器和上述第1控制部的 電力供給，之后停止該電力供給。
2. 根據權利要求1所述的燃料電池車輛，其特征在于，還具備第1通知部，在點火開關 斷開后，上述氫泄漏檢測部在持續檢測到上述燃料電池系統有氫泄漏的期間，通知該泄漏 的事實。
3. 根據權利要求1所述的燃料電池車輛，其特征在于，還具備： 第1通知部，其在點火開關斷開后，上述氫泄漏檢測部在持續檢測到上述燃料電池系 統有氫泄漏的期間，通知該泄漏的事實；以及 蓄電量檢測傳感器，其檢測上述蓄電部的蓄電量， 在上述蓄電量檢測傳感器檢測的蓄電量低于預定的固定值時，即使在上述預定的固定 時間的期間或者在上述第1通知部通知的過程中，上述第2控制部也停止向上述氫泄漏傳 感器和上述第1控制部進行電力供給。
4. 根據權利要求1所述的燃料電池車輛，其特征在于，還具備： 履歷存儲部，其在點火開關斷開后上述氫泄漏檢測部檢測到上述燃料電池系統有氫泄 漏的情況下，將該氫泄漏的事實作為履歷進行存儲；以及 第2通知部，其在點火開關接通時并且上述履歷存儲部中存儲有上述氫泄漏事實的履 歷的情況下，通知該事實。
5. 根據權利要求1所述的燃料電池車輛，還具備： 履歷存儲部，其在點火開關斷開后上述氫泄漏檢測部檢測到上述燃料電池系統有氫泄 漏的情況下，將該氫泄漏的事實作為履歷進行存儲； 第2通知部，其在點火開關接通時并且在上述履歷存儲部中存儲有上述氫泄漏的事實 的履歷的情況下，通知該事實；以及 行駛禁止部，其在點火開關接通時并且在上述履歷存儲部中存儲有上述氫泄漏的事實 的履歷的情況下，禁止車輛行駛。
【文檔編號】H01M8/00GK104066612SQ201280068027
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2012年11月12日 優先權日:2012年2月2日
【發明者】高田洋平, 本間章德 申請人:鈴木株式會社