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控制装置、电力供应装置、作业机器、控制方法和程序

文献发布时间:2023-06-19 12:07:15


控制装置、电力供应装置、作业机器、控制方法和程序

【技术领域】

本发明涉及控制装置、电力供应装置、作业机器、控制方法和程序。

【背景技术】

存在作为车辆等作业机器的动力源而装载燃料电池等发电装置的情况。在专利文献1中公开了在驾驶坐席设置用于检测有无驾驶者搭乘的片材传感器,在由片材传感器检测到没有驾驶者搭乘的情况下,燃料电池单元控制器通过使燃料电池系统进行微小发电来抑制燃料电池堆的性能劣化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010-063265号公报

【发明内容】

要解决的课题

根据专利文献1中记载的发明,不能抑制驾驶者驾驶作业机器的期间中的发电装置的劣化。

总体公开

在本发明的第一方式中,提供了控制装置。上述的控制装置例如控制电力供应装置。上述的电力供应装置例如向作业机器供应电力。上述的电力供应装置例如具备燃料电池。上述的控制装置例如具备在作业机器的作业期间中取得示出作业机器的负载量的负载信息的负载量取得部。上述的控制装置例如具备在作业期间中基于由负载信息示出的负载量来决定燃料电池的输出速率的输出条件决定部。

在上述的控制装置中,作业期间可以是在受理了示出作业机器的作业开始的信息之后到受理示出作业机器的作业结束的信息为止的期间。在上述的控制装置中,负载信息可以包含(i)示出实施作业的一个以上电动设备中的至少一个电动设备的负载量的信息、和(ii)与作业机器的作业环境相关的信息中的至少一个。

在上述的控制装置中,负载信息可以包含与作业机器的作业环境相关的信息。在上述的控制装置中,输出条件决定部可以具有基于与作业环境相关的信息来估计负载量的负载估计部。上述的控制装置中,输出条件决定部可以具有基于所述负载估计部估计的所述负载量来决定所述燃料电池的输出速率、输出电流和输出电力中的至少一个的上限值的第一上限值决定部。

在上述的控制装置中,输出条件决定部可以具有估计示出燃料电池的劣化的进展情况的劣化度的劣化估计部。在上述的控制装置中,输出条件决定部可以具有基于劣化估计部估计的劣化度来决定燃料电池的输出速率、输出电流和输出电力中的至少一个的上限值的第二上限值决定部。

在上述的控制装置中,作业机器可以具备收容人和物品中的至少一个的收容部。在上述的控制装置中,作业机器可以具备调整人收容部的空气环境的空调部。在上述的控制装置中,作业机器可以具备使人作业机器或收容部移动的驱动部。上述的控制装置可以具备对空调部消耗的电力或电力量进行估计的电力估计部。在上述的控制装置中,输出条件决定部可以基于电力估计部估计的电力或电力量来决定燃料电池的输出速率。在上述的控制装置中,电力供应装置可以拆装自由地安装于作业机器。

在本发明的第二方式中,提供了电力供应装置。上述的电力供应装置例如具备上述的控制装置。上述的电力供应装置例如具备燃料电池。

在本发明的第三方式中,提供了作业机器。上述的作业机器例如具备上述的电力供应装置。上述的作业机器例如具备将从电力供应装置供应的电能变换为机械能的电动机。

在本发明的第四方式中,提供了控制方法。上述的控制方法例如是控制电力供应装置的方法。上述的电力供应装置例如向作业机器供应电力。上述的电力供应装置例如具备燃料电池。上述的控制方法例如具有在作业机器的作业期间中取得示出作业机器的负载量的负载信息的负载量取得阶段。上述的控制方法例如具有在作业期间中基于由负载信息示出的负载量来决定燃料电池的输出速率的输出条件决定阶段。

在本发明的第五方式中,提供了程序。也可以提供储存上述程序的非暂时性计算机可读介质。上述程序可以是使计算机作为上述控制装置发挥作用的程序。上述程序可以是用于使计算机执行上述控制方法的程序。

再有,上述发明内容并未列举本发明的全部必要特征。此外,这些特征组的子组合也能另成为发明。

【附图说明】

图1概略性地示出了车辆100的系统结构的一例。

图2概略性地示出了电力使用部120的内部结构的一例。

图3概略性地示出了燃料电池系统142的内部结构的一例。

图4概略性地示出了电力控制部148的内部结构的一例。

图5概略性地示出了数据表500的一例。

图6概略性地示出了数据表600的一例。

图7概略性地示出了容许范围决定部474中的信息处理的一例。

图8概略性地示出了数据表800的一例。

图9概略性地示出了发电部340的劣化的进展的一例。

图10概略性地示出了车辆100的负载变动的一例。

图11概略性地示出了燃料电池单元310的输出速率的变动的一例。

图12概略性地示出了计算机3000的系统结构的一例。

【具体实施方式】

以下,通过发明的实施方式来说明本发明,但是,以下的实施方式并不限定权利要求的发明。此外,实施方式中说明的特征的全部组合未必对于发明的解决方案是必须的。再有,在附图中,对相同或类似的部分标注相同的参照号码,存在省略重复说明的情况。

[车辆100的概要]

图1概略性地示出了车辆100的系统结构的一例。在本实施方式中,车辆100具备使用电力来实施各种作业的电力使用部120。车辆100具备向车辆100的各部供应电力的电源系统140。车辆100具备收容人和物品中的至少一个的收容部160。

在本实施方式中,电力使用部120具有作业部122和车辆控制部124。在本实施方式中,电源系统140具有燃料电池系统142、蓄电部144、电力变换部146、以及电力控制部148。车辆100的各部例如被构成为彼此收发信息。

在本实施方式中,车辆100实施搬运人和物品中的至少一个的作业(有时称为搬运作业。)。车辆100既可以通过驾驶者的操作来实施搬运作业,也可以通过自动驾驶来实施搬运作业。再有,由车辆100实施的作业并不限定于搬运作业。车辆100可以利用电力,代替搬运作业或与搬运作业一起实施任意的作业。例如,车辆100实施用于将收容部160的内部空间的温度维持为规定范围的作业。

作为车辆100,例示有汽车、机动二轮车、电车等。作为机动二轮车,例示有(i)摩托车、(ii)三轮摩托车、(iii)赛格威(注册商标)、带动力单元的滑板车(注册商标)、带动力单元的滑板那样的具有动力单元的站立骑乘式二轮车或三轮车等。

在本实施方式中,作业部122使用电力来实施各种作业。作业部122既可以实施单一种类的作业,也可以实施多个种类的作业。对作业部122的细节进行后述。

在本实施方式中,车辆控制部124控制车辆100。车辆控制部124也可以控制作业部122。例如,车辆控制部124从配设于作业部122的各种传感器取得示出作业部122的状态的信息。车辆控制部124可以控制作业部122的工作。车辆控制部124可以控制向作业部122的电力供应。

车辆控制部124也可以控制电源系统140。例如,从配设于电源系统140的各种传感器取得示出电源系统140的状态的信息。车辆控制部124可以控制电源系统140的工作。例如,在电源系统140具有多个运转模式的情况下,车辆控制部124控制电源系统140的运转模式。运转模式例如将从包含如下项的组中选择的一个或多个特性与用于使其优先于未选择的其他特性的运转条件相对应:(i)输出电力的大小、(ii)针对输出命令的跟随性或响应性、(iii)燃料费或发电效率、和(iv)劣化的抑制。

在本实施方式中,燃料电池系统142使用燃料电池来产生电力。燃料电池系统142可以将产生的电力供应到车辆100。例如,燃料电池系统142将产生的电力供应到电力使用部120。对燃料电池系统142的细节进行后述。

在本实施方式中,蓄电部144蓄积电力。蓄电部144可以将蓄积的电力供应到车辆100。例如,蓄电部144将蓄积的电力供应到电力使用部120。

在本实施方式中,电力变换部146对电力进行变换。电力变换部146既可以将直流变换为交流,也可以将交流变换为直流,还可以将输入的直流电压变换为其他的直流电压。电力变换部146可以包含双向DC-DC转换器。

电力变换部146可以切换电力的流通状态。电力变换部146可以切换输入的电力的供应目的地。电力变换部146可以将燃料电池系统142产生的电力供应到电力使用部120。电力变换部146也可以将燃料电池系统142产生的电力供应到蓄电部144。电力变换部146也可以将蓄电部144蓄积的电力供应到燃料电池系统142。电力变换部146也可以将蓄电部144蓄积的电力供应到电力使用部120。电力变换部146可以将来自电力使用部120的再生电力供应到蓄电部144。

在本实施方式中,电力控制部148控制电力变换部146。电力控制部148可以控制电力变换部146来变换电力。电力控制部148也可以控制电力变换部146来控制电力供应的开始或停止的定时。电力控制部148也可以控制电力变换部146来控制输入的电力的供应目的地。对电力控制部148的细节进行后述。

车辆100可以是作业机器和电力供应装置的一例。电力使用部120可以是作业机器和电动设备的一例。作业部122可以是作业机器和电动设备的一例。电源系统140可以是电力供应装置的一例。燃料电池系统142可以是电力供应装置和燃料电池的一例。电力控制部148可以是控制装置的一例。收容部160可以是收容部的一例。搬运作业可以是作业的一例。

在本实施方式中,以电力控制部148控制燃料电池系统142和电源系统140的情况为例,说明了车辆100的细节。然而,车辆100不限定于本实施方式。在其他实施方式中,车辆控制部124也可以具有电力控制部148的功能的至少一部分,车辆控制部124也可以控制燃料电池系统142和电源系统140。在该情况下,车辆控制部124可以是控制装置的一例。在其他实施方式中,装载于燃料电池系统142的计算机也可以具有电力控制部148的功能的至少一部分,车辆控制部124也可以控制燃料电池系统142和电源系统140。在该情况下,装载于燃料电池系统142的计算机可以是控制装置的一例。

此外,在本实施方式中,以车辆100实施运输作业的情况为例,说明了实施作业的作业机器的细节。然而,作业机器不限定于车辆100。作为作业机器的其他例,例示有运输设备、输送设备、清扫设备、空调设备、照明设备、机器人等。作为运输设备,例示有移动体、重机、农作业机、除雪机、直梯、扶梯等。作为移动体,例示有车辆、船舶、飞行体等。作为船舶,能够例示船、气垫船、水上摩托车、潜水舰、潜水艇、水中滑板等。作为飞行体,能够例示飞行机、飞行船或气艇、气球、直升机、无人机等。作为输送设备,例示有泵、鼓风机、喷雾器、洗净机等。作为清扫设备,例示有吸尘器、洗衣机等。

[车辆100的各部的具体结构]

车辆100的各部既可以通过硬件来实现,也可以通过软件来实现,还可以通过硬件和软件来实现。关于车辆100的各部,其至少一部分既可以通过单一的服务器来实现,也可以通过多个服务器来实现。关于车辆100的各部,其至少一部分可以在虚拟机上或云系统上实现。关于车辆100的各部,其至少一部分可以通过个人计算机或便携式终端来实现。作为便携式终端,例示有便携式电话、智能电话、PDA、平板电脑、笔记本计算机或膝上型计算机、可穿戴计算机等。车辆100的各部可以利用区块链等分布式账本技术或分布式网络来储存信息。

在利用软件来实现构成车辆100的构成要素的至少一部分的情况下,利用该软件实现的构成要素可以通过在一般结构的信息处理装置中启动规定与该构成要素相关的工作的程序来实现。上述的信息处理装置例如具备:(i)具有CPU、GPU等处理器、ROM、RAM、通信接口等的数据处理装置、(ii)键盘、触摸面板、相机、麦克风、各种传感器、GPS接收机等输入装置、(iii)显示装置、扬声器、振动装置等输出装置、以及(iv)存储器、HDD等存储装置(包含外部存储装置。)。

在上述的信息处理装置中,上述的数据处理装置或存储装置可以储存程序。上述程序可以储存在非暂时性计算机可读记录介质中。上述程序通过由处理器执行而使上述的信息处理装置执行由该程序规定的工作。

程序可以储存在非暂时性计算机可读记录介质中。程序既可以存储在CD-ROM、DVD-ROM、存储器、硬盘等计算机可读介质中,也可以存储在连接到网络的存储装置中。程序可以从计算机可读介质或连接到网络的存储装置安装于构成车辆100的至少一部分的计算机。通过执行程序,计算机可以作为车辆100的各部的至少一部分发挥作用。

使计算机作为车辆100的各部的至少一部分发挥作用的程序可以具备对车辆100的各部的工作进行规定的模块。这些程序或模块作用于数据处理装置、输入装置、输出装置、存储装置等,使计算机作为车辆100的各部发挥作用或者使计算机执行车辆100的各部中的信息处理方法。

通过将该程序读入到计算机,程序中记述的信息处理作为与该程序关联的软件和车辆100的各种硬件资源进行协作的具体单元发挥作用。然后,上述具体单元通过实现与本实施方式中的计算机的使用目的对应的信息的运算或加工,而构筑与该使用目的对应的车辆100。

上述程序可以是用于使计算机作为燃料电池系统142的控制器发挥作用的程序。上述程序可以是用于使计算机执行燃料电池系统142的控制器中的信息处理方法的程序。

上述的信息处理方法可以是控制向作业机器供应电力的电力供应装置的控制方法。电力供应装置例如具备燃料电池、以及用于在作业机器和电力供应装置之间授受在燃料电池的运转中利用的公用电力(utility)的公用电力连接部。上述的控制方法例如具有额定能力取得阶段,所述额定能力取得阶段根据电力供应装置装载于作业机器、或电力供应装置可利用公用电力,取得对作业机器向燃料电池供应公用电力的能力的额定值进行示出的信息。上述的控制方法例如具有基于额定值来决定电力供应装置的运转条件的运转条件决定阶段。

图2概略性地示出了电力使用部120的内部结构的一例。如上所述,在本实施方式中,电力使用部120具备作业部122和车辆控制部124。在本实施方式中,作业部122具有车辆驱动部222、空调部224、作业设备监视器部230、以及作业环境监视器部240。在本实施方式中,作业设备监视器部230包含电流量检测部232和转速检测部234。在本实施方式中,作业环境监视器部240包含负荷传感器(load cell)242、陀螺仪传感器244、车载相机246、以及温度传感器248。在本实施方式中,车辆控制部124具有设备控制部262、负载管理部264、以及电力要求部266。车辆控制部124的各部例如被构成为彼此收发信息。

在本实施方式中,车辆驱动部222使车辆100移动。由此,车辆驱动部222能够使收容部160移动。其结果是,实施了收容部160中收容的人或物品的搬运作业。

在本实施方式中,空调部224对收容部160的空气环境进行调整。例如,空调部224对收容部160的内部的温度进行调整。空调部224也可以对收容部160的内部的湿度进行调整。空调部224也可以对收容部160的内部的空气中包含的特定物质的浓度进行调整。

在本实施方式中,作业设备监视器部230对实施作业的一个或多个电动设备中的每一个电动设备的状态进行监视。例如,作业设备监视器部230从配设于车辆100的一个或多个传感器取得示出一个或多个电动设备中的每一个电动设备的状态的信息。作业设备监视器部230可以将示出车辆100的作业环境的状态的信息发送到负载管理部264。

在本实施方式中,电流量检测部232例如对车辆驱动部222的电动机(未图示。)的电流量进行检测。电流量检测部232也可以对空调部224的电动机(未图示。)的电流量进行检测。电流量检测部232可以将示出测定结果的数据输出到负载管理部264。

在本实施方式中,转速检测部234例如对车辆驱动部222的电动机的转速进行检测。转速检测部234也可以对空调部224的电动机的转速进行检测。转速检测部234可以将示出测定结果的数据输出到负载管理部264。

在本实施方式中,作业环境监视器部240对车辆100的作业环境的状态进行监视。例如,作业环境监视器部240从配设于车辆100的一个或多个传感器取得示出车辆100的作业环境的状态的信息。作业环境监视器部240也可以从配设于车辆100外部的一个或多个传感器取得示出车辆100的作业环境的状态的信息。作业设备监视器部230可以将示出车辆100的作业环境的状态的信息发送到负载管理部264。

在本实施方式中,负荷传感器242对车辆100或收容部160的负重进行测定。负荷传感器242可以将示出测定结果的数据输出到负载管理部264。在本实施方式中,陀螺仪传感器244对车辆100或收容部160的倾斜进行测定。上述的倾斜可以是与铅直方向所成的角度。陀螺仪传感器244可以将示出测定结果的数据输出到负载管理部264。

在本实施方式中,车载相机246对收容部160的内部进行拍摄。车载相机246也可以对收容部160的外部进行拍摄。车载相机246也可以对车辆100的外部进行拍摄。车载相机246也可以对车辆100的作业对象进行拍摄。车载相机246既可以拍摄静止图像,也可以拍摄活动图像。车载相机246既可以拍摄可见光图像,也可以拍摄非可见光图像。作为非可见光图像,例示有红外线图像、紫外线图像等。车载相机246可以将拍摄的图像的数据输出到负载管理部264。

在本实施方式中,温度传感器248对收容部160的内部的温度进行测定。温度传感器248也可以对收容部160外部的温度进行测定。温度传感器248也可以对车辆100外部的温度进行测定。温度传感器248也可以对车辆100的作业对象的温度进行测定。温度传感器248的测定方式既可以是接触方式,也可以是非接触方式。在车载相机246拍摄红外线图像的情况下,温度传感器248也可以解析该红外线图像来测定温度。温度传感器248可以将示出测定结果的数据输出到负载管理部264。

在本实施方式中,设备控制部262控制配设于作业部122的各种设备。设备控制部262可以控制车辆驱动部222和空调部224中的至少一个的工作。

例如,设备控制部262从负载管理部264取得示出车辆驱动部222的状态的信息。设备控制部262也可以从负载管理部264取得与车辆驱动部222的作业对象的状态相关的信息。设备控制部262基于车辆驱动部222的状态的现在值和目标值来决定车辆驱动部222的工作的种类和工作量。设备控制部262也可以基于车辆驱动部222的状态的现在值和目标值、以及车辆驱动部222的作业对象的状态的现在值和目标值来决定车辆驱动部222的工作的种类和工作量。设备控制部262可以将上述的决定事项输出到负载管理部264。设备控制部262可以依照上述的决定事项来控制车辆驱动部222的工作。

同样,设备控制部262从负载管理部264取得示出空调部224的状态的信息。设备控制部262也可以从负载管理部264取得与空调部224的作业对象的状态相关的信息。设备控制部262基于空调部224的状态的现在值和目标值来决定空调部224的工作的种类和工作量。设备控制部262也可以基于空调部224的状态的现在值和目标值、以及空调部224的作业对象的状态的现在值和目标值来决定空调部224的工作的种类和工作量。设备控制部262可以将上述的决定事项输出到负载管理部264。设备控制部262可以依照上述的决定事项来控制空调部224的工作。

在本实施方式中,负载管理部264管理与作业部122的负载量相关的信息。负载管理部264可以从作业设备监视器部230的各部取得示出车辆驱动部222和空调部224中的至少一个的状态的信息。可以从作业环境监视器部240的各部取得示出车辆100的作业环境的状态的信息。负载管理部264可以从设备控制部262取得与车辆驱动部222和空调部224中的至少一个的工作相关的信息。与工作相关的信息可以是示出工作的种类和工作量的信息。

负载管理部264可以将取得的信息储存在任意的存储装置中来管理。负载管理部264可以将取得的信息发送到电力控制部148。负载管理部264可以经由通信网络将取得的信息发送到车辆100外部的信息处理装置。

在本实施方式中,电力要求部266将与作业部122的电力需求相关的要求输出到电源系统140。作为与电力需求相关的要求,例示有(i)用于指定电源系统140的输出电压、输出电流、输出电力和输出速率中的至少一个的要求、(ii)用于增大或减小电源系统140的输出电压、输出电流、输出电力和输出速率中的至少一个的要求、(iii)用于对再生电力进行蓄电的要求等。

车辆驱动部222可以是驱动部的一例。空调部224可以是空调部的一例。作业设备监视器部230可以是负载量取得部的一例。电流量检测部232可以是负载量取得部的一例。转速检测部234可以是负载量取得部的一例。作业环境监视器部240可以是负载量取得部的一例。负荷传感器242可以是负载量取得部的一例。陀螺仪传感器244可以是负载量取得部的一例。车载相机246可以是负载量取得部的一例。温度传感器248可以是负载量取得部的一例。

车辆的移动可以是作业的一例。空气环境的调整可以是作业的一例。示出一个或多个电动设备中的每一个电动设备的状态的各种信息可以是负载信息的一例。示出一个或多个电动设备中的每一个电动设备的状态的各种信息可以是示出实施作业的一个以上电动设备中的至少一个电动设备的负载量的信息的一例。示出车辆100的作业环境的状态的各种信息可以是负载信息的一例。示出车辆100的作业环境的状态的各种信息可以是与作业机器的作业环境相关的信息的一例。

[燃料电池系统142的各部的概要]

图3概略性地示出了燃料电池系统142的内部结构的一例。在本实施方式中,燃料电池系统142具备燃料电池单元310、燃料供应单元312、氧化剂供应单元314、以及温度调整介质供应单元316。在本实施方式中,燃料电池单元310具备通信连接器322、电力连接器324、以及发电用公用电力连接器326。在本实施方式中,燃料电池单元310具备FC控制部330、发电部340、以及辅助用电池350。

在本实施方式中,燃料电池单元310利用从燃料供应单元312供应的燃料和从氧化剂供应单元314供应的燃料来产生电力。燃料电池单元310的温度通过从温度调整介质供应单元316供应的温度调整介质来调整。燃料电池单元310产生的电力例如经由电力变换部146供应到车辆100的各部。在本实施方式中,燃料电池单元310也可以控制燃料供应单元312、氧化剂供应单元314和温度调整介质供应单元316中的至少一个的工作。燃料电池单元310可以依照来自电力控制部148的命令而工作。

在本实施方式中,燃料电池单元310可以是至少FC控制部330、发电部340、以及配管和布线被封装化的单元。燃料电池单元310可以是至少FC控制部330、发电部340、辅助用电池350、以及配管和布线被封装化的单元。燃料电池单元310的结构部件既可以收容于单个框体,也可以分割地收容于多个框体。

在本实施方式中,燃料电池单元310例如通过与配设于燃料电池系统142的公用电力配管和电力线缆相连接而安装于燃料电池系统142。燃料电池单元310也可以通过与配设于燃料电池系统142的公用电力配管、电力线缆和通信线缆相连接而安装于燃料电池系统142。由此,燃料电池单元310装载于车辆100。

在一个实施方式中,燃料电池单元310以使得车辆100的一般利用者不能容易拆卸的方式安装于燃料电池系统142。燃料电池单元310例如固定于燃料电池系统142的规定的位置。

在其他实施方式中,燃料电池单元310拆装自由地安装于燃料电池系统142。由此,车辆100的一般利用者能够将从车辆100拆卸的燃料电池单元310安装于其他作业机器,利用燃料电池单元310产生的电力来使该其他作业机器动作。

在本实施方式中,燃料供应单元312向燃料电池单元310供应发电用的燃料。发电用的燃料既可以为氢,也可以为包含氢的化合物。燃料供应单元312可以具备对燃料的流量进行测定的传感器(未图示。)、以及对燃料的流量进行调整的流量调整部(未图示。)。燃料供应单元312可以依照来自燃料电池单元310的命令而工作。

在本实施方式中,氧化剂供应单元314向燃料电池单元310供应发电用的氧化剂。发电用的氧化剂既可以是氧,也可以是空气。氧化剂供应单元314可以具备对氧化剂的流量进行测定的传感器(未图示。)、以及对氧化剂的流量进行调整的流量调整部(未图示。)。氧化剂供应单元314可以依照来自燃料电池单元310的命令而工作。

氧化剂供应单元314可以具有用于从燃料电池系统142的外部吸引作为氧化剂的空气的泵或鼓风机(未图示。)。氧化剂供应单元314也可以与配设于车辆100的供气配管(未图示。)相连接。

在本实施方式中,温度调整介质供应单元316向燃料电池单元310供应用于对燃料电池单元310的发电堆的温度进行调整的温度调整介质。作为温度调整介质,例示有水、乙二醇、长寿命冷却液(有时称为LLC。)等。温度调整介质供应单元316可以具备对温度调整介质的流量进行测定的传感器(未图示。)、以及对温度调整介质的流量进行调整的流量调整部(未图示。)。温度调整介质供应单元316可以依照来自燃料电池单元310的命令而工作。

温度调整介质供应单元316也可以具备用于对温度调整介质的温度进行调整的热交换器(未图示。)。作为热交换器,例示有散热器。

[燃料电池单元310的各部的概要]

在本实施方式中,通信连接器322将配设于燃料电池单元310的通信线缆和配设于燃料电池系统142的通信线缆相连接。配设于燃料电池单元310的通信线缆和配设于燃料电池系统142的通信线缆既可以被有线连接,也可以被无线连接。燃料电池单元310也可以经由无线通信设备在与配设于燃料电池系统142的通信线缆、电力控制部148或车辆控制部124之间收发信息。

在本实施方式中,电力连接器324将配设于燃料电池单元310的电力线缆和配设于燃料电池系统142的电力线缆电连接。配设于燃料电池单元310的电力线缆和配设于燃料电池系统142的电力线缆既可以被有线连接,也可以被无线连接。燃料电池单元310也可以经由无线供电设备与电力变换部146或作业部122电连接。

由此,能够在燃料电池系统142与燃料电池单元310之间授受电力。其结果是,能够在电力变换部146与燃料电池单元310之间授受电力,能够在作业部122或蓄电部144与燃料电池单元310之间授受电力。

在本实施方式中,发电用公用电力连接器326将配设于燃料电池单元310的公用电力配管和配设于燃料电池系统142的公用电力配管相连接。由此,能够在燃料电池系统142与燃料电池单元310之间授受在燃料电池单元310的运转中利用的公用电力。其结果是,能够在车辆100或燃料电池系统142与燃料电池单元310之间授受公用电力。

例如,能够在燃料供应单元312与燃料电池单元310之间授受燃料。能够在氧化剂供应单元314与燃料电池单元310之间授受氧化剂。能够在温度调整介质供应单元316与燃料电池单元310之间授受温度调整介质或热。此外,能够在燃料电池单元310与车辆100或燃料电池系统142之间收发伴随着燃料电池单元310中的发电而发生的排水和排气。

在本实施方式中,FC控制部330控制燃料电池单元310。例如,FC控制部330控制燃料电池单元310的发电。FC控制部330可以控制燃料电池单元310的输出电压、输出电流、输出电力和输出速率中的至少一个。FC控制部330可以通过控制燃料供应单元312、氧化剂供应单元314和温度调整介质供应单元316中的至少一个的工作来控制燃料电池单元310的发电。FC控制部330可以依照来自电力控制部148的命令而工作。

在本实施方式中,发电部340产生电。发电部340可以具备燃料电池。燃料电池使从燃料供应单元312供应的燃料与从氧化剂供应单元314供应的氧化剂发生反应,产生电。发电部340可以与电力连接器324电连接。发电部340可以与辅助用电池350电连接。发电部340可以将产生的电的一部分供应到辅助用电池350。

如上所述,为了启动发电部340,需要用于启动将氧化剂和燃料供应到发电部的燃料供应单元312和氧化剂供应单元314的电力。特别地,氧化剂供应单元314具备用于将作为氧化剂的空气压送到发电部340的风扇的情况较多。然而,上述的风扇的功耗量比较大。因此,优选的是,确保用于使氧化剂供应单元314动作的电力,以备发电部340的启动。

在本实施方式中,辅助用电池350蓄积用于启动燃料供应单元312、氧化剂供应单元314和温度调整介质供应单元316中的至少一个的电力。辅助用电池350也可以蓄积用于启动氧化剂供应单元314的电力。辅助用电池350可以与电力连接器324电连接。辅助用电池350可以蓄积从电力变换部146供应的电力。辅助用电池350可以与发电部340电连接。辅助用电池350可以蓄积从发电部340供应的电力。

再有,燃料供应单元312、氧化剂供应单元314和温度调整介质供应单元316中的至少一个也可以被构成为在燃料电池单元310的启动时利用从蓄电部144供应的电力来动作。燃料供应单元312、氧化剂供应单元314和温度调整介质供应单元316中的至少一个也可以被构成为在燃料电池单元310的启动时利用从蓄电部144供应的电力和燃料电池单元310所发电的电力来动作。

燃料供应单元312、氧化剂供应单元314和温度调整介质供应单元316的至少一个也可以被构成为在燃料电池单元310的启动时在辅助用电池350残余容量为预定的数值范围的范围外的情况下利用从蓄电部144供应的电力来动作。

“数值范围”不限定于规定上限和下限两方的情况。“数值范围”既可以仅规定上限,也可以仅规定下限。

氧化剂供应单元314可以在发电部340的发电量满足预定条件之后,利用发电部340产生的电力来动作。例如,在发电部340的发电量小于预定阈值的情况下,氧化剂供应单元314利用从辅助用电池350或蓄电部144供应的电力来向发电部340供应氧化剂。在发电部340的发电量大于上述的阈值的情况下,氧化剂供应单元314利用发电部340产生的电力来向发电部340供应氧化剂。

在氧化剂供应单元314利用从辅助用电池350或蓄电部144供应的电力的情况下的氧化剂的供应量可以小于在氧化剂供应单元314利用发电部340产生的电力的情况下的氧化剂的供应量。在氧化剂供应单元314利用发电部340产生的电力的情况下,氧化剂的供应量可以根据发电部340产生的电力的大小而变动。氧化剂的供应量既可以根据发电部340产生的电力的大小而连续地变动,也可以阶段性地变动。

再有,在本实施方式中,以燃料电池单元310不包含燃料供应单元312、氧化剂供应单元314和温度调整介质供应单元316的情况为例,说明了燃料电池单元310的细节。然而,燃料电池单元310不限定于本实施方式。在本实施方式中,燃料电池单元310可以包含燃料供应单元312、氧化剂供应单元314和温度调整介质供应单元316中的至少一个。

在本实施方式中,以燃料电池单元310是封装化的单元的情况为例,说明了电源系统140的细节。然而,电源系统140不限定于本实施方式。在其他实施方式中,燃料电池系统142也可以是封装化的单元。进而,在其他实施方式中,电源系统140也可以是封装化的单元。

在本实施方式中,以燃料电池单元310相对于燃料电池系统142拆装自由地构成的情况为例,说明了电源系统140的细节。然而,电源系统140不限定于本实施方式。在其他实施方式中,燃料电池系统142可以相对于电源系统140拆装自由地构成。进而,在其他实施方式中,电源系统140可以相对于车辆100拆装自由地构成。

图4概略性地示出了电力控制部148的内部结构的一例。在本实施方式中,电力控制部148具备发电信息取得部422、规格信息取得部424、负载信息取得部426、电力要求取得部428、空调电力估计部440、输出调整部450、蓄电控制部460、以及发电控制部470。在本实施方式中,发电控制部470具有估计部472、容许范围决定部474、输出速率决定部476、以及输出电流决定部478。

在本实施方式中,发电信息取得部422从FC控制部330取得与燃料电池单元310的发电的历史相关的信息(有时称为发电信息。)。作为发电信息,例示有燃料电池单元310的发电量、燃料电池单元310的温度、供应到燃料电池单元310的公用电力的条件、辅助用电池350的残余容量或SOC、蓄电部144的残余容量或SOC等。

发电信息取得部422可以将发电信息发送到估计部472。发电信息取得部422可以将发电信息储存在任意的存储装置中来管理。发电信息取得部422可以经由通信网络将发电信息发送到车辆100外部的信息处理装置。

在本实施方式中,规格信息取得部424从FC控制部330取得与燃料电池单元310的规格相关的信息(有时称为规格信息。)。作为规格信息,例示有(i)输出电压、输出电流、输出电力和输出速率中的至少一个的额定值、(ii)示出规定条件下的劣化的进展的劣化特性、(iii)被用于估计对现在的劣化的进展情况进行示出的指标(有时称为劣化度。)的数据表、函数或模型、(iv)与产品寿命或耐用寿命相关的目标(有时称为设计寿命)等。

规格信息取得部424可以将规格信息发送到估计部472。规格信息取得部424可以将规格信息储存在任意的存储装置中来管理。规格信息取得部424可以经由通信网络将规格信息发送到车辆100外部的信息处理装置。

在本实施方式中,负载信息取得部426可以从车辆控制部124取得与作业部122的负载量相关的信息(有时称为负载信息。)。如上所述,负载信息例如包含(i)示出车辆驱动部222和空调部224中的至少一个的状态的信息、和(ii)示出车辆100的作业环境的状态的信息中的至少一个。与作业部122的负载量相关的信息可以包含与车辆驱动部222和空调部224中的至少一个的工作相关的信息。

负载信息取得部426可以在车辆100的作业期间中从车辆控制部124取得负载信息。作业期间可以是在受理了示出车辆100的作业开始的信息之后到受理示出车辆100的作业结束的信息为止的期间。在作业期间中,不只包含车辆100实际实施作业的期间,还包含车辆100暂时性地中断该作业的期间。

例如,车辆控制部124的负载管理部264从作业设备监视器部230和作业环境监视器部240中的至少一个取得示出作业暂时性地中断的信息。当负载管理部264取得上述信息时,设备控制部262控制作业部122以中断作业。此外,负载管理部264从作业设备监视器部230和作业环境监视器部240中的至少一个取得示出重新开始暂时性地中断的作业的信息。当负载管理部264取得上述信息时,设备控制部262控制作业部122以重新开始作业。

在一个实施方式中,在车辆100由于配设于从出发地朝向目的地的路径上的交通信号而暂时停止的情况下,作业部122的车辆驱动部222暂时性地中断车辆100的驱动。由此,搬运作业也暂时性地中断。然而,在上述情况下,车辆100未到达目的地,车辆控制部124也未受理到示出搬运作业的结束的信息。因此,搬运作业继续。然后,当交通信号发生变化时,车辆驱动部222重新开始车辆100的驱动。由此,重新开始搬运作业。交通信号可以是示出作业暂时性地中断的信息、或示出作业重新开始的信息的一例。

在其他实施方式中,在空调部224对收容部160的温度进行调整的情况下,当收容部160的温度到达设定温度时,空调部224暂时性地中断风扇、压缩机等空调设备的工作。由此,空调作业也暂时性地中断。然而,在上述情况下,作业部122的温度传感器248动作,车辆控制部124也未受理到示出空调作业的结束的信息。因此,空调作业继续。然后,当收容部160的温度偏离设定范围时,空调部224重新开始空调设备的工作。由此,重新开始空调作业。示出收容部160的温度为设定范围内的信息可以是示出作业暂时性地中断的信息的一例。示出收容部160的温度为设定范围外的信息可以是示出暂时性地中断的作业重新开始的信息的一例。

在一个实施方式中,车辆控制部124例如从配设于车辆100或电源系统140的输入装置(未图示。)、车辆100的用户所利用的通信终端(未图示。)接受示出车辆100的作业开始的信息。在其他实施方式中,车辆控制部124也可以判定作业的开始。在确认了作业的开始的情况下,车辆控制部124可以生成示出车辆100的作业开始的信息,将该信息发送到电力控制部148。

例如,车辆控制部124从配设于车辆100的自我位置估计装置(未图示。例如是GPS信号接收机。)得到示出车辆100的现在位置的信息。在检测到车辆100从出发地点移动了的情况下,车辆控制部124可以确认作业的开始。

此外,在一个实施方式中,车辆控制部124例如从配设于车辆100或电源系统140的输入装置(未图示。)、车辆100的用户所利用的通信终端(未图示。)接受示出车辆100的作业结束的信息。在其他实施方式中,车辆控制部124也可以判定作业的结束。在确认了作业的结束的情况下,车辆控制部124可以生成示出车辆100的作业结束的信息,将该信息发送到电力控制部148。

例如,车辆控制部124从配设于车辆100的自我位置估计装置(未图示。例如是GPS信号接收机。)得到示出车辆100的现在位置的信息。在检测到车辆100到达了目的地点的情况下,车辆控制部124可以确认作业的开始。

负载信息取得部426可以将负载信息发送到估计部472。负载信息取得部426可以将负载信息发送到空调电力估计部440。负载信息取得部426可以将负载信息储存在任意的存储装置中来管理。负载信息取得部426可以经由通信网络将负载信息发送到车辆100外部的信息处理装置。

在本实施方式中,电力要求取得部428从车辆控制部124取得与作业部122的电力需求相关的要求。电力要求取得部428可以将与作业部122的电力需求相关的要求发送到输出调整部450。

在本实施方式中,空调电力估计部440对空调部224消耗的电力或电力量进行估计。例如,空调电力估计部440从负载信息取得部426取得负载信息。空调电力估计部440可以基于负载信息中包含的温度传感器248的输出数据来估计空调部224消耗的电力或电力量。空调电力估计部440可以基于负载信息中包含的、(i)温度传感器248的输出数据、(ii)空调部224的电动机的电流量和转速中的至少一个的数据来估计空调部224消耗的电力或电力量。空调电力估计部440可以将示出空调部224消耗的电力或电力量的估计结果的信息输出到输出调整部450。

在本实施方式中,输出调整部450对电源系统140的输出进行调整。输出调整部450可以决定燃料电池系统142应输出的电力的条件。输出调整部450可以决定蓄电部144应输出的电力的条件。作为电力的条件,例示有电压、电流、输出速率和它们的变动幅度等。

电源系统140的输出速率可以是电源系统140每单位时间可输出的电力的大小。电源系统140的输出速率也可以是电源系统140每单位时间可输出的电力的大小相对于电源系统140的电力供应能力的额定值的比例。

燃料电池系统142的输出速率可以是燃料电池系统142每单位时间可输出的电力的大小。燃料电池系统142的输出速率也可以是燃料电池系统142每单位时间可输出的电力的大小相对于燃料电池系统142的发电能力的额定值的比例。

蓄电部144的输出速率可以是蓄电部144每单位时间可输出的电力的大小。蓄电部144的输出速率也可以是蓄电部144每单位时间可输出的电力的大小相对于蓄电部144的放电能力的额定值的比例。蓄电部144的输出速率还可以是蓄电部144每单位时间可输出的电力的大小相对于蓄电部144的额定容量的比例。

不特别限定单位时间的长度。单位时间的长度可以是1秒,也可以是1分钟,也可以是车辆控制部124或电力控制部148的工作周期的n倍(n为1以上的整数。),还可以是车辆控制部124和电力控制部148之间的通信周期的m倍(m为1以上的整数。)。

例如,输出调整部450从电力要求取得部428取得与作业部122的电力需求相关的要求。输出调整部450基于上述要求来决定燃料电池系统142与蓄电部144之间的输出的平衡。由此,输出调整部450能够决定燃料电池系统142和蓄电部144中的每一个应输出的电力的条件。

作为输出的平衡,例示有(i)燃料电池系统142和蓄电部144中的一个的输出值相对于燃料电池系统142和蓄电部144的输出的合计值的比例、(ii)燃料电池系统142的输出值与蓄电部144的输出值的比率等。作为输出,例示有输出电力量、输出电力、输出电压、输出电流、输出速率等。

在一个实施方式中,在上述要求所示的作业部122的需要电力或需要电力量小于预定阈值的情况下,输出调整部450可以决定使燃料电池系统142在输出一定运转下工作。此外,输出调整部450可以决定使蓄电部144以填补作业部122的需要电力或需要电力量与燃料电池系统142的输出电力或输出电力量的差的方式供应电力。由此,减少了电源系统140的电力供应成本。

在输出一定运转下,燃料电池系统142使输出电力或输出电流维持为大致一定。输出一定运转时的燃料电池系统142的输出电力或输出电流的目标值可以被决定为使得燃料电池系统142的发电效率等于预定值或大于该值。在该情况下的燃料电池系统142的运转有时称为效率运转。上述的目标值既可以由输出调整部450决定,也可以基于电源系统140或燃料电池系统142的出库时的初始设定来决定。

再有,上述的目标值可以基于作业部122的需要电力或需要电力量的移动平均值来决定。特定时间点处的上述移动平均值可以被计算为具有预定长度并且以该特定时间点为终期的期间中的、作业部122的需要电力或需要电力量的平均值。上述的目标值可以小于作业部122的需要电力或需要电力量的移动平均值。例如,上述的目标值可以被决定为需要电力或需要电力量的移动平均值的75%以下,也可以被决定为需要电力或需要电力量的移动平均值的60%以下,也可以被决定为需要电力或需要电力量的移动平均值的50%以下,也可以被决定为需要电力或需要电力量的移动平均值的40%以下,还可以被决定为需要电力或需要电力量的移动平均值的30%。

另一方面,在上述要求所示的作业部122的需要电力或需要电力量大于预定阈值的情况下,输出调整部450可以决定使蓄电部144以额定电力或额定电流或最大电力或最大电流来供应电力。此外,输出调整部450可以决定使燃料电池系统142以填补作业部122的需要电力或需要电力量与蓄电部144输出的电力或电力量的差的方式运转。由此,抑制了对蓄电部144施加过剩的负载,提高了蓄电部144的耐久性。

在其他实施方式中,在上述要求所示的作业部122的需要电力或需要电力量的移动平均值大于预定阈值的情况下,输出调整部450可以决定使燃料电池系统142在输出一定运转下工作。此外,输出调整部450决定使蓄电部144以填补作业部122的需要电力或需要电力量与燃料电池系统142输出的电力或电力量的差的方式供应电力。由此,提高了电源系统140的效率。此外,提高了燃料电池系统142的耐久性。

在该情况下,输出调整部450可以将作业部122的需要电力或需要电力量的移动平均值作为燃料电池系统142的输出电力的目标值。输出调整部450也可以以使得燃料电池系统142的输出电力的目标值为需要电力或需要电力量的移动平均值的80%以上120%以下的方式决定该目标值。输出调整部450也可以以使得燃料电池系统142的输出电力的目标值为需要电力或需要电力量的移动平均值的90%以上110%以下的方式决定该目标值。输出调整部450还可以以使得燃料电池系统142的输出电力的目标值为需要电力或需要电力量的移动平均值的95%以上105%以下的方式决定该目标值。

进而,在其他实施方式中,在上述要求所示的作业部122的需要电力或需要电力量的移动平均值大于预定阈值的情况下,输出调整部450可以决定以使得燃料电池系统142的输出电力或输出电流在比效率运转时的输出电力或输出电流的目标值大的范围内维持为大致一定的方式来运转燃料电池系统142(有时称为高输出一定运转)。此外,输出调整部450也可以决定使蓄电部144以填补作业部122的需要电力或需要电力量与燃料电池系统142输出的电力或电力量的差的方式供应电力。由此,提高了电源系统140的效率。此外,提高了燃料电池系统142的耐久性。

在高输出一定运转下,燃料电池系统142使输出电力或输出电流维持为大致一定。高输出一定运转时的燃料电池系统142的输出电力或输出电流的目标值可以通过与效率运转时的输出电力或输出电流的目标值相同的方法来决定。如上所述,关于高输出一定运转时的燃料电池系统142的输出电力或输出电流的目标值,选择了比效率运转时的输出电力或输出电流的目标值大的值。上述的目标值既可以由输出调整部450决定,也可以基于电源系统140或燃料电池系统142的出库时的初始设定来决定。

在本实施方式中,输出调整部450从空调电力估计部440取得示出空调部224消耗的电力或电力量的估计结果的信息。输出调整部450可以基于上述要求和示出上述估计结果的信息来决定燃料电池系统142与蓄电部144之间的输出的平衡。由此,输出调整部450能够决定燃料电池系统142和蓄电部144中的每一个应输出的电力的条件。

输出调整部450可以基于上述要求和示出上述估计结果的信息来决定燃料电池系统142应输出的电力的条件。由此,发电控制部470例如能够基于空调部224消耗的电力或电力量的估计结果来决定燃料电池系统142的输出速率、输出电流和输出电力中的至少一个。

输出调整部450可以基于上述要求和示出上述估计结果的信息来决定蓄电部144应输出的电力的条件。由此,蓄电控制部460例如能够基于空调部224消耗的电力或电力量的估计结果来决定蓄电部144的输出速率、输出电流和输出电力中的至少一个。

在一个实施方式中,在空调部224的功耗或功耗量的估计值小于预定阈值的情况下,输出调整部450可以决定使燃料电池系统142在效率运转或空闲运转下工作,输出调整部450也可以决定使燃料电池系统142停止。此外,输出调整部450可以决定使蓄电部144以填补(i)作业部122的需要电力或需要电力量和空调部224的功耗或功耗量的估计值之和与(ii)燃料电池系统142的输出电力或输出电力量的差的方式供应电力。输出一定运转既可以是效率运转,也可以是高输出一定运转。优选的是,输出一定运转是效率运转。

在空闲运转下,燃料电池系统142在从通常运转下的最小负载运转状态(有时称为最小负载。)进一步降低负载的状态下运转。效率运转和高输出一定运转可以是通常运转的一例。此外,在通常运转下,燃料电池系统142也可以根据所要求的电力或电力量的变动来调整输出电力或输出电力量。

在其他实施方式中,在空调部224的功耗或功耗量的估计值大于预定阈值的情况下,输出调整部450决定利用来自燃料电池系统142的输出电力来使空调部224工作。在该情况下,燃料电池系统142既可以在输出一定运转下工作,也可以在空闲运转下工作。此外,输出调整部450可以决定使蓄电部144以填补(i)作业部122的需要电力或需要电力量和空调部224的功耗或功耗量的估计值之和与(ii)燃料电池系统142的输出电力或输出电力量的差的方式供应电力。

在其他实施方式中,输出调整部450决定(i)利用燃料电池系统142的输出来使空调部224工作、(ii)利用蓄电部144的输出来使作业部122工作。在其他实施方式中,输出调整部450决定(i)利用燃料电池系统142的输出来使作业部122工作、(ii)利用蓄电部144的输出来使空调部224工作。

进而,在其他实施方式中,在蓄电部144的残余容量或SOC大于空调部224消耗的电力量的估计值的情况下,输出调整部450可以决定使燃料电池系统142在空闲运转下工作,输出调整部450也可以决定使燃料电池系统停止。此外,输出调整部450可以决定使蓄电部144以填补(i)作业部122的需要电力或需要电力量和空调部224的功耗或功耗量的估计值之和与(ii)燃料电池系统142的输出电力或输出电力量的差的方式供应电力。

另一方面,在蓄电部144的残余容量或SOC小于空调部224消耗的电力量的估计值的情况下,输出调整部450可以决定利用燃料电池系统142的输出来使空调部224工作,输出调整部450也可以决定利用燃料电池系统142的输出来使作业部122和空调部224工作。

输出调整部450可以将对燃料电池系统142应输出的电力的条件进行示出的信息(有时称为示出调整结果的信息。)输出到发电控制部470。输出调整部450可以将对蓄电部144应输出的电力的条件进行示出的信息(有时称为示出调整结果的信息。)输出到蓄电控制部460。

在本实施方式中,蓄电控制部460控制蓄电部144。例如,蓄电控制部460控制蓄电部144的充放电。蓄电控制部460可以控制电力变换部146来控制蓄电部144的充放电。例如,蓄电控制部460从输出调整部450取得示出输出调整部450的调整结果的信息。蓄电控制部460依照输出调整部450的调整结果来控制蓄电部144的充放电。

在本实施方式中,发电控制部470控制燃料电池系统142。例如,发电控制部470控制燃料电池系统142的发电。发电控制部470可以控制FC控制部330来控制燃料电池系统142的发电。

例如,发电控制部470从输出调整部450取得示出输出调整部450的调整结果的信息。发电控制部470可以依照输出调整部450的调整结果来决定是否实施发电。在依照输出调整部450的调整结果而决定实施发电的情况下,将上述调整结果所示的条件发送到FC控制部330。

另一方面,在依照输出调整部450的调整结果而决定不实施发电的情况下,发电控制部470变更上述调整结果所示的燃料电池系统142应输出的电力的条件的至少一部分。例如,发电控制部470新决定燃料电池系统142的输出速率。发电控制部470将变更后的条件发送到FC控制部330

在本实施方式中,估计部472估计与特定物理量或指标相关的现在值或预测值。上述预测值既可以是将来的特定时刻处的预测值,也可以是不久将来的预测值。不久将来可以为5秒以内,也可以为10秒以内,也可以为30秒以内,也可以为1分钟以内,也可以为5分钟以内,也可以为10分钟以内,也可以为30分钟以内,还可以为1小时以内。

[作业部122的负载量的估计]

在一个实施方式中,估计部472估计作业部122的负载量的现在值或预测值。例如,估计部472从负载信息取得部426取得负载信息。估计部472基于负载信息中包含的、示出车辆100的作业环境的状态的信息来估计作业部122的负载量的现在值或预测值。

例如,估计部472基于负荷传感器242和车载相机246中的至少一个的输出数据来决定收容部160中收容的人或物品的质量。估计部472可以基于收容部160中收容的人或物品的质量、和陀螺仪传感器244的输出数据来估计车辆驱动部222的负载量的现在值。

如上所述,陀螺仪传感器244测定车辆100或收容部160的倾斜。由此,例如,估计部472能够更正确地估计车辆100上坡的情况下的车辆驱动部222的负载量、和车辆100下坡的情况下的车辆驱动部222的负载量中的每一个。

估计部472可以基于收容部160中收容的人或物品的质量、车辆100的现在位置、以及地图信息来估计车辆驱动部222的负载量的现在值。车辆100的现在位置可以利用任意的自我位置估计方法来估计。例如,估计部472基于装载于车辆100的GPS信号接收机(未图示)所接收的GPS信号来估计车辆100的现在位置。地图信息可以包含各位置处的高度信息或倾斜信息。

例如,估计部472基于示出车辆100的现在位置的信息和地图信息来计算车辆100的现在位置处的车辆100或收容部160的倾斜。估计部472可以基于车辆100的现在位置或其附近的倾斜信息来计算车辆100的现在位置处的车辆100或收容部160的倾斜。估计部472也可以基于车辆100的现在位置处的高度信息、以及车辆100的现在位置附近的位置处的高度信息来计算车辆100的现在位置处的车辆100或收容部160的倾斜。上述的附近的位置可以是车辆100的路径上的位置。由此,例如,估计部472能够更正确地估计车辆驱动部222的负载量。

估计部472可以解析车载相机246拍摄的车辆100外部的图像来决定预计收容于收容部160的人或物品的质量。例如,估计部472解析车辆100停止于车站、站台等时的图像来决定在车站、站台等乘上车辆100的人数。估计部472可以基于预计收容于收容部160的人或物品的质量来估计车辆驱动部222的负载量的预测值。

此外,估计部472可以基于负荷传感器242和车载相机246中的至少一个的输出数据来决定收容部160中收容的人或物品的质量或体积。估计部472可以基于温度传感器248的输出数据来决定收容部160中收容的人或物品的温度。估计部472可以基于收容部160中收容的人或物品的质量或体积、该人或物品的温度、以及与人或物品的比热或放热量相关的基础数据来估计空调部224的负载量的现在值或预测值。

再有,估计部472可以基于负载信息中包含的、(i)示出车辆驱动部222和空调部224中的至少一个的状态的信息、和(ii)示出车辆100的作业环境的状态的信息来估计作业部122的负载量的现在值或预测值。估计部472可以基于负载信息中包含的、(i)示出车辆驱动部222和空调部224中的至少一个的状态的信息、(ii)示出车辆100的作业环境的状态的信息、和(iii)与车辆驱动部222和空调部224中的至少一个的工作相关的信息来估计作业部122的负载量的现在值或预测值。

[电源系统140的劣化度的估计]

在其他实施方式中,估计部472估计燃料电池系统142的劣化度的现在值或预测值。更具体而言,估计部472估计发电部340的发电堆的劣化度的现在值或预测值

例如,估计部472从发电信息取得部422取得发电信息。估计部472从规格信息取得部424取得规格信息。在规格信息中例如包含被用于基于发电信息来估计发电堆的劣化度的数据表、函数或模型。估计部472可以基于发电信息、以及上述的数据表、函数或模型来估计发电部340的发电堆的劣化度的现在值。

上述的数据表的函数或模型的目标函数可以是发电堆的劣化度。上述的数据表的函数或模型的解释变量例如包含出库后的经过时间、累积工作时间、累积发电量、累积启动次数、温度历史和负载历史中的至少一个。上述的数据表的函数或模型既可以包含单个解释函数,也可以包含多个解释函数。

关于温度历史,只要是与发电堆经历的温度相关的信息即可,其细节不特别限定。作为温度历史,例示有(i)特定期间中的发电堆的温度的累积值、(ii)在特定期间内发电堆的温度为预定数值范围的范围内的期间中的、发电堆的温度的累积值、(iii)在特定期间内发电堆的温度为预定数值范围的范围内的期间的长度的累积值、(iv)特定期间中的、发电堆的温度为预定数值范围的范围内的期间的长度的比例、(v)在特定期间内发电堆的温度从预定数值范围的范围外变为范围内的次数等。关于特定期间,既可以仅规定始期,也可以仅规定终期,还可以规定始期和终期两方。关于上述的数值范围,既可以仅规定上限值,也可以仅规定下限值,还可以规定上限值和下限值两方。

关于负载历史,只要是与发电堆的负载相关的信息即可,其细节不特别限定。作为负载,例示有负载电力、负载电流、负载电压等。作为负载历史,例示有(i)特定期间中的发电堆的负载的累积值、(ii)在特定期间内发电堆的负载为预定数值范围的范围内的期间中的、发电堆的负载的累积值、(iii)在特定期间内发电堆的负载为预定数值范围的范围内的期间的长度的累积值、(iv)特定期间中的、发电堆的负载为预定数值范围的范围内的期间的长度的比例、(v)在特定期间内发电堆的负载从预定数值范围的范围外变为范围内的次数等。关于特定期间,既可以仅规定始期,也可以仅规定终期,还可以规定始期和终期两方。关于上述的数值范围,既可以仅规定上限值,也可以仅规定下限值,还可以规定上限值和下限值两方。

同样,发电信息可以包含与出库后的经过时间、累积工作时间、累积发电量、累积启动次数、温度历史和负载历史中的至少一个相关的信息。估计部472例如能够通过向上述的数据表的函数或模型输入示出发电堆的现在的状况的发电信息来估计发电堆的劣化度的现在值。

估计部472可以基于相对于发电历史的I-V曲线的变化来估计发电部340的发电堆的劣化度的现在值。在燃料电池系统142具备用于对燃料电池系统142的劣化状态进行诊断的诊断模式的情况下,估计部472可以基于诊断模式的结果来估计发电堆的劣化度的现在值。诊断模式的细节不特别限定,能使用用于诊断劣化的公知的方法和将来开发的劣化的诊断方法。在诊断模式下检查例如压力、压力损失、内部电阻等。内部电阻例如使用科尔作图(Cole-cole plot)等公知的解析方法根据利用交流阻抗法所得的测定结果使用科尔作图等公知的解析方法来计算。

此外,如上所述,在规格信息中能包含示出发电堆的劣化特性的信息。估计部472可以基于劣化度的现在值、示出上述劣化特性的信息、以及示出将来的特定时间点的信息来估计将来的特定时间点处的发电部340的发电堆的劣化度的预测值。

在本实施方式中,容许范围决定部474决定燃料电池系统142的输出的容许范围。例如,容许范围决定部474决定燃料电池系统142或发电部340的输出速率、输出电流和输出电力中的至少一个的上限值。容许范围决定部474也可以决定燃料电池系统142或发电部340的输出速率、输出电流和输出电力中的至少一个的基准值。容许范围决定部474也可以决定燃料电池系统142或发电部340的输出速率、输出电流和输出电力中的至少一个的下限值。基准值可以是小于上限值、大于下限值的值。

[基于负载量的估计值来决定容许范围的顺序的一例]

在一个实施方式中,容许范围决定部474从估计部472取得示出与作业部122的负载量的现在值或预测值相关的估计结果的信息。容许范围决定部474可以基于作业部122的负载量的现在值或预测值来决定上述的上限值。容许范围决定部474可以决定作业部122的负载量可超过基准值的期间的上限值、和作业部122的负载量超过基准值的频率的上限值中的至少一个。

容许范围决定部474也可以基于作业部122的负载量的现在值或预测值来估计作业部122的负载量可超过基准值的期间、和在特定期间内作业部122的负载量超过基准值的频率中的至少一个。容许范围决定部474可以基于上述的期间的长度和上述的频率的大小中的至少一个来决定上述的上限值。

[输出速率的上限值]

例如,容许范围决定部474以使得作业部122的负载量越大则输出速率的上限值越小的方式决定输出速率的上限值。容许范围决定部474也可以以使得作业部122的负载量超过基准值的期间的长度越长则输出速率的上限值越小的方式决定输出速率的上限值。容许范围决定部474还可以以使得作业部122的负载量超过基准值的频率越大则输出速率的上限值越小的方式决定输出速率的上限值。

容许范围决定部474可以基于作业部122的负载量的现在值(A)与将来的特定时间点处的作业部122的负载量的预测值(B)的差或比来决定输出速率的上限值。例如,容许范围决定部474以使得上述的现在值(A)与上述的预测值(B)的差(A-B)越小则输出速率的上限值越小的方式决定输出速率的上限值。例如,容许范围决定部474也可以以使得上述的现在值(A)相对于上述的预测值(B)之比(A/B)越小则输出速率的上限值越小的方式决定输出速率的上限值。

[输出电流的上限值]

例如,容许范围决定部474以使得作业部122的负载量越大则输出电流的上限值越小的方式决定输出电流的上限值。再有,输出电力的上限值可以基于输出电流的上限值来决定。

容许范围决定部474也可以以使得作业部122的负载量超过基准值的期间的长度越长则输出电流的上限值越小的方式决定输出电流的上限值。容许范围决定部474也可以以使得作业部122的负载量超过基准值的频率越大则输出电流的上限值越小的方式决定输出电流的上限值。

容许范围决定部474也可以基于作业部122的负载量的现在值(A)与将来的特定时间点处的作业部122的负载量的预测值(B)的差或比来决定输出电流的上限值。例如,容许范围决定部474以使得上述的预测值(B)与上述的现在值(A)的差(B-A)越大则输出电流的上限值越小的方式决定输出电流的上限值。例如,容许范围决定部474也可以以使得上述的现在值(A)与上述的预测值(B)之比(A/B)越大则输出电流的上限值越大的方式决定输出电流的上限值。

[输出速率的基准值和下限值]

输出速率的基准值和下限值中的每一个例如基于所设想的作业部122的负载量、以及蓄电部144的额定输出和额定容量来决定。输出速率的基准值和下限值中的每一个也可以基于与所设想的作业部122的负载量相关的统计量、以及蓄电部144的额定输出和额定容量来决定。作为统计量,例示有最大值、最小值、平均值、中间值、众数值(mode value)、标准偏差、变动系数等。输出速率的基准值和下限值中的每一个例如以使得蓄电部144的运用或运转不会失败的方式被决定。

输出速率的下限值可以基于车辆100或作业部122中要求的规格来决定。例如,在作业部122是驱动车辆100的电动机的情况下,输出速率的下限值基于车辆100的行进性能来决定。作为行进性能,例示有加速性能、最高速度、最高马力等。

[输出电流的基准值和下限值]

输出电流的基准值和下限值中的每一个例如基于所设想的作业部122的负载量、以及蓄电部144的额定输出和额定容量来决定。输出电流的基准值和下限值中的每一个也可以基于与所设想的作业部122的负载量相关的统计量、以及蓄电部144的额定输出和额定容量来决定。作为统计量,例示有最大值、最小值、平均值、中间值、众数值、标准偏差、变动系数等。输出电流的基准值和下限值中的每一个例如以使得蓄电部144的运用或运转不会失败的方式被决定。

输出电流的下限值可以基于车辆100或作业部122中要求的规格来决定。例如,在作业部122是驱动车辆100的电动机的情况下,输出电流的下限值基于车辆100的行进性能来决定。作为行进性能,例示有加速性能、最高速度、最高马力等。

再有,输出电力的基准值可以基于输出电流的基准值来决定。输出电力的下限值可以基于输出电流的下限值来决定。

[基于劣化度的估计值来决定容许范围的顺序的一例]

在其他实施方式中,容许范围决定部474从估计部472取得示出与燃料电池系统142的劣化度的现在值或预测值相关的估计结果的信息。容许范围决定部474可以基于燃料电池系统142的劣化度的现在值或预测值来决定上述上限值。容许范围决定部474也可以决定燃料电池系统142的劣化度可超过基准值的期间的上限值、和燃料电池系统142的劣化度超过基准值的频率的上限值中的至少一个。

容许范围决定部474也可以基于燃料电池系统142的劣化度的现在值或预测值来估计燃料电池系统142的劣化度可超过基准值的期间、和在特定期间内燃料电池系统142的劣化度超过基准值的频率中的至少一个。容许范围决定部474可以基于上述期间的长度和上述频率的大小中的至少一个来决定上述上限值。

[输出速率的上限值]

例如,容许范围决定部474以使得燃料电池系统142的劣化度的现在值所示的劣化的进展情况相比于燃料电池系统142的劣化度的计划值所示的劣化的进展情况越慢则输出速率的上限值越大的方式决定输出速率的上限值。在该情况下,输出速率的上限值以使得燃料电池系统142的现在的状态越好则输出速率的上限值越大的方式被决定。

燃料电池系统142的劣化度的计划值例如基于(i)对规格信息中包含的发电堆的劣化特性进行示出的信息、以及(ii)对发电信息中包含的出库后的经过时间、累积工作时间和累积发电量中的至少一个的现在值进行示出的信息来决定。对发电堆的劣化特性进行示出的信息例如基于燃料电池系统142或燃料电池单元310的开发时的试运转或加速试验来决定。通过上述的试运转或加速试验,能得到将出库后的经过时间、累积工作时间和累积发电量中的至少一个与发电堆的劣化度的计划值相对应的信息。

容许范围决定部474可以基于燃料电池系统142的劣化度的现在值(A)与燃料电池系统142的劣化度的计划值(B)的差或比来决定输出速率的上限值。例如,在示出了燃料电池系统142的劣化度的值越大则燃料电池系统142的劣化越进展的情况下,容许范围决定部474以使得上述的现在值(A)与上述的计划值(B)的差(A-B)越小则输出速率的上限值越大的方式决定输出速率的上限值。容许范围决定部474也可以以使得上述的现在值(A)相对于上述的计划值(B)之比(A/B)越小则输出速率的上限值越大的方式决定输出速率的上限值。

[输出电流的上限值]

例如,容许范围决定部474以使得燃料电池系统142的劣化度的现在值所示的劣化的进展情况相比于燃料电池系统142的劣化度的计划值所示的劣化的进展情况越慢则输出电流的上限值越大的方式决定输出电流的上限值。在该情况下,输出电流的上限值以使得燃料电池系统142的现在的状态越好则输出电流的上限值越大的方式被决定。再有,输出电力的上限值可以基于输出电流的上限值来决定。

容许范围决定部474可以基于燃料电池系统142的劣化度的现在值(A)与燃料电池系统142的劣化度的计划值(B)的差或比来决定输出电流的上限值。例如,在示出了燃料电池系统142的劣化度的值越大则燃料电池系统142的劣化越进展的情况下,容许范围决定部474以使得上述的现在值(A)与上述的计划值(B)的差(A-B)越小则输出电流的上限值越大的方式决定输出电流的上限值。容许范围决定部474也可以以使得上述的现在值(A)相对于上述的计划值(B)之比(A/B)越小则输出速率的上限值越大的方式决定输出速率的上限值。

[输出速率的基准值和下限值]

输出速率的基准值和下限值中的每一个例如基于设计寿命的到达时的燃料电池系统142的劣化度、以及蓄电部144的额定输出和额定容量来决定。输出速率的基准值和下限值中的每一个例如以使得在燃料电池系统142的设计寿命的到达时蓄电部144的运用或运转不会失败的方式被决定。

输出速率的下限值可以基于车辆100或作业部122中要求的规格来决定。例如,在作业部122是驱动车辆100的电动机的情况下,输出速率的下限值基于车辆100的行进性能来决定。作为行进性能,例示有加速性能、最高速度、最高马力等。

[输出电流的基准值和下限值]

输出电流的基准值和下限值中的每一个例如基于设计寿命的到达时的燃料电池系统142的劣化度、以及蓄电部144的额定输出和额定容量来决定。输出电流的基准值和下限值中的每一个例如以使得在燃料电池系统142的设计寿命的到达时蓄电部144的运用或运转不会失败的方式被决定。

输出电流的下限值可以基于车辆100或作业部122中要求的规格来决定。例如,在作业部122是驱动车辆100的电动机的情况下,输出电流的下限值基于车辆100的行进性能来决定。作为行进性能,例示有加速性能、最高速度、最高马力等。

再有,输出电力的基准值可以基于输出电流的基准值来决定。输出电力的下限值可以基于输出电流的下限值来决定。

[基于燃料电池系统142的环境来决定容许范围的顺序的一例]

进而,在其他实施方式中,容许范围决定部474可以取得示出燃料电池系统142的环境的信息。例如,容许范围决定部474取得示出燃料电池单元310的温度和湿度中的至少一个的信息来作为示出燃料电池系统142的环境的信息。容许范围决定部474可以基于燃料电池系统142的环境来决定上述上限值。

[输出速率的上限值]

例如,容许范围决定部474以使得燃料电池单元310的温度越低则输出速率的上限值越大的方式决定输出速率的上限值。容许范围决定部474也可以以使得燃料电池单元310的湿度越高则输出速率的上限值越大的方式决定输出速率的上限值。

[输出电流的上限值]

例如,容许范围决定部474也可以以使得燃料电池单元310的温度越低则输出电流的上限值越大的方式决定输出电流的上限值。容许范围决定部474还可以以使得燃料电池单元310的湿度越高则输出电流的上限值越大的方式决定输出的上限值。

[输出速率的基准值和下限值]

输出速率的基准值和下限值中的每一个例如基于所设想的燃料电池系统142的环境、以及蓄电部144的额定输出和额定容量来决定。输出速率的基准值和下限值中的每一个也可以基于与所设想的燃料电池系统142的环境相关的统计量、以及蓄电部144的额定输出和额定容量来决定。作为统计量,例示有最大值、最小值、平均值、中间值、众数值、标准偏差、变动系数等。输出速率的基准值和下限值中的每一个例如以使得蓄电部144的运用或运转不会失败的方式被决定。

输出速率的下限值可以基于车辆100或作业部122中要求的规格来决定。例如,在作业部122是驱动车辆100的电动机的情况下,输出速率的下限值基于车辆100的行进性能来决定。作为行进性能,例示有加速性能、最高速度、最高马力等。

[输出电流的基准值和下限值]

输出电流的基准值和下限值中的每一个例如基于所设想的燃料电池系统142的环境、以及蓄电部144的额定输出和额定容量来决定。输出电流的基准值和下限值中的每一个也可以基于与所设想的燃料电池系统142的环境相关的统计量、以及蓄电部144的额定输出和额定容量来决定。作为统计量,例示有最大值、最小值、平均值、中间值、众数值、标准偏差、变动系数等。输出电流的基准值和下限值中的每一个例如以使得蓄电部144的运用或运转不会失败的方式被决定。

输出电流的下限值可以基于车辆100或作业部122中要求的规格来决定。例如,在作业部122是驱动车辆100的电动机的情况下,输出电流的下限值基于车辆100的行进性能来决定。作为行进性能,例示有加速性能、最高速度、最高马力等。

再有,输出电力的基准值可以基于输出电流的基准值来决定。输出电力的下限值可以基于输出电流的下限值来决定。

以上,以输出速率和输出电流的容许范围基于负载量的估计值、劣化度的估计值、或燃料电池系统142的环境来决定的情况为例,说明了容许范围决定部474的细节。然而,容许范围决定部474不限定于本实施方式。在其他实施方式中,容许范围决定部474可以基于负载量的估计值、劣化度的估计值和燃料电池系统142的环境中的至少2个来决定输出速率和输出电流中的至少一个的容许范围。

在本实施方式中,输出速率决定部476决定燃料电池系统142或发电部340的输出速率。输出速率决定部476可以在车辆100的作业期间中决定燃料电池系统142或发电部340的输出速率。

例如,输出速率决定部476从负载信息取得部426取得负载信息。输出速率决定部476基于负载信息所示的负载量来决定燃料电池系统142或发电部340的输出速率。输出速率决定部476可以在容许范围决定部474决定的容许范围的范围内,决定上述的输出速率。输出速率决定部476可以以使得负载量越大则输出速率越小的方式决定该输出速率。由此,能够抑制燃料电池系统142或发电部340的劣化、或调整劣化的进展。

根据一个实施方式,在负载量的值为预定数值范围的范围内并且输出调整部450的调整结果所示的输出速率为容许范围决定部474决定的容许范围的范围内的情况下,输出速率决定部476决定以输出调整部450的调整结果所示的输出速率进行发电。在该情况下,在输出调整部450的调整结果所示的输出速率超过容许范围决定部474决定的容许范围的上限值的情况下,输出速率决定部476可以决定以容许范围决定部474决定的上限值进行发电。在输出调整部450的调整结果所示的输出速率不满容许范围决定部474决定的容许范围的下限值的情况下,输出速率决定部476也可以决定以容许范围决定部474决定的下限值进行发电。

根据其他实施方式,在负载量的值超过预定数值范围的上限值的情况下,输出速率决定部476决定以比输出调整部450的调整结果所示的输出速率小的输出速率进行发电。输出速率决定部476可以以使得在比输出调整部450的调整结果所示的输出速率小的范围内负载量越大则输出速率越小的方式决定该输出速率。

在该情况下,输出速率决定部476可以决定以比容许范围决定部474决定的基准值小的输出速率进行发电。输出速率决定部476可以以使得在比容许范围决定部474决定的基准值小的范围内负载量越大则输出速率越小的方式决定该输出速率。

在本实施方式中,在负载信息中,能包含示出车辆驱动部222和空调部224中的至少一个的电动机的电流量的信息、以及示出该电动机的转速的信息。在该电动机的转速(X)相对于各电动机的电流量(Y)的比例(X/Y)小于预定值的情况下,输出速率决定部476可以决定在容许范围决定部474决定的容许范围的范围内使输出速率变大。

同样,在车辆驱动部222的电动机的转速相对于估计部472估计的车辆驱动部222的负载量的现在值的比例小于预定值的情况下,输出速率决定部476可以决定在容许范围决定部474决定的容许范围的范围内使输出速率变大。此外,在空调部224的电动机的转速相对于估计部472估计的空调部224的负载量的现在值的比例小于预定值的情况下,输出速率决定部476可以决定在容许范围决定部474决定的容许范围的范围内使输出速率变大。

在本实施方式中,输出电流决定部478决定燃料电池系统142或发电部340的输出电流。输出电流决定部478可以在车辆100的作业期间中决定燃料电池系统142或发电部340的输出电流。输出电流决定部478可以基于所决定的输出电流来决定输出电力。

例如,输出电流决定部478从负载信息取得部426取得负载信息。输出电流决定部478基于负载信息所示的负载量来决定燃料电池系统142或发电部340的输出电流。输出电流决定部478可以在容许范围决定部474决定的容许范围的范围内决定上述的输出电流。输出电流决定部478可以以使得负载量越大则输出电流越小的方式决定该输出电流。由此,能够抑制燃料电池系统142或发电部340的劣化、或调整劣化的进展。

根据一个实施方式,在负载量的值为预定数值范围的范围内并且输出调整部450的调整结果所示的输出电流为容许范围决定部474决定的容许范围的范围内的情况下,输出电流决定部478决定以输出调整部450的调整结果所示的输出电流进行发电。在该情况下,在输出调整部450的调整结果所示的输出电流超过容许范围决定部474决定的容许范围的上限值的情况下,输出电流决定部478可以决定以容许范围决定部474决定的上限值进行发电。在输出调整部450的调整结果所示的输出电流不满容许范围决定部474决定的容许范围的下限值的情况下,输出电流决定部478也可以决定以容许范围决定部474决定的下限值进行发电。

根据其他实施方式,在负载量的值超过预定数值范围的上限值的情况下,输出电流决定部478决定以比输出调整部450的调整结果所示的输出电流小的输出电流进行发电。输出电流决定部478可以以使得在比输出调整部450的调整结果所示的输出电流小的范围内负载量越大则输出电流越小的方式决定该输出电流。

在该情况下,输出电流决定部478也可以决定以比容许范围决定部474决定的基准值小的输出电流进行发电。输出电流决定部478可以以使得在比容许范围决定部474决定的基准值小的范围内负载量越大则输出电流越小的方式决定该输出电流。

在本实施方式中,在负载信息中,能包含示出车辆驱动部222和空调部224中的至少一个的电动机的电流量的信息、以及示出该电动机的转速的信息。在该电动机的转速相对于各电动机的电流量的比例小于预定值的情况下,输出电流决定部478可以决定在容许范围决定部474决定的容许范围的范围内使输出电流变大。

同样,在车辆驱动部222的电动机的转速相对于估计部472估计的车辆驱动部222的负载量的现在值的比例小于预定值的情况下,输出电流决定部478可以决定在容许范围决定部474决定的容许范围的范围内使输出电流变大。此外,在空调部224的电动机的转速相对于估计部472估计的空调部224的负载量的现在值的比例小于预定值的情况下,输出电流决定部478可以决定在容许范围决定部474决定的容许范围的范围内使输出电流变大。

再有,在本实施方式中,以空调电力估计部440对空调部224消耗的电力或电力量进行估计的情况为例,说明了电力控制部148的细节。然而,电力控制部148不限定于本实施方式。在其他实施方式中,估计部472可以估计空调部224消耗的电力或电力量。

负载信息取得部426可以是负载量取得部的一例。空调电力估计部440可以是电力估计部的一例。发电控制部470可以是控制装置和输出条件决定部的一例。估计部472可以是负载估计部和劣化估计部的一例。容许范围决定部474可以是第一上限值决定部和第二上限值决定部的一例。输出速率决定部476可以是输出条件决定部的一例。输出电流决定部478可以是输出条件决定部的一例。

图5概略性地示出了数据表500的一例。数据表500可以是发电信息取得部422取得的发电信息的一例。数据表500可以是燃料电池系统142的发电历史的一例。

在本实施方式中,数据表500对应地储存示出时刻522的信息、示出各时刻处的发电部340的输出524的信息、和示出各时刻处的发电部340的工作状况526的信息。示出输出524的信息可以包含示出输出电压、输出电流和输出速率中的至少一个的信息。示出工作状况526的信息可以包含示出温度、湿度、运转模式和运转状态中的至少一个的信息。

作为运转模式,例示有(i)使燃料电池系统142的输出或输出速率的大小优先于燃料费的输出优先模式、(ii)使燃料电池系统142的燃料费的高低优先于输出或输出速率的大小的燃料费优先模式、(iii)使燃料电池系统142的劣化的进展的快慢优先于燃料费或者输出或输出速率的大小的劣化抑制模式等。作为运转模式的其他例,例示有用于维护燃料电池系统142的至少一部分的维护模式、对燃料电池系统142的劣化状态进行诊断的诊断模式等。作为运转状态,例示有通常运转、空闲运转等。如上所述,作为通常运转,例示有(i)燃料电池系统142根据所要求的电力或电力量的变动来使输出发生变动的运转、或(ii)燃料电池系统142不管所要求的电力或电力量的变动而将输出维持为所设定的一定值的运转等。

图6概略性地示出了数据表600的一例。数据表600可以是规格信息取得部424取得的规格信息的一例。数据表600可以是燃料电池系统142的发电堆的劣化特性的一例。数据表600可以是被用于估计燃料电池系统142的发电堆的劣化的模型的一例。数据表600可以是示出燃料电池系统142的发电堆的设计寿命的信息的一例。

在本实施方式中,数据表600对应地储存示出出库后的经过时间632的信息、示出累积工作时间634的信息、示出累积发电量636的信息、和示出劣化度的计划值642的信息。数据表600可以包含示出了在出库后的经过时间632、累积工作时间634、累积发电量636和劣化度的计划值642中的至少一个达到了特定数值的情况下燃料电池系统142的发电堆到达设计寿命的信息。数据表600也可以是储存了处于设计寿命的范围内的发电堆的数据的数据表。

使用图7、图8和图9来说明容许范围决定部474决定燃料电池单元310的输出速率、输出电流和输出电力中的至少一个的方法的一例。图7概略性地示出了容许范围决定部474中的信息处理的一例。图8概略性地示出了示出发电部340的劣化的进展的数据表800的一例。图9概略性地示出了示出发电部340的劣化的进展的图形的一例。

如图7所示,容许范围决定部474可以从发电信息取得部422取得发电信息。容许范围决定部474从规格信息取得部424取得数据表600、以及示出输出速率和输出电流的容许范围的初始条件的信息。容许范围决定部474也可以从规格信息取得部424取得示出出库时刻的信息。容许范围决定部474在任意的定时,从估计部472取得劣化度的现在值的估计结果。容许范围决定部474例如定期地从估计部472取得劣化度的现在值的估计结果。

接着,容许范围决定部474参照数据表600来制作数据表800。在本实施方式中,数据表800对应地储存示出时刻822的信息、示出出库后的经过时间832的信息、示出累积工作时间834的信息、示出累积发电量836的信息、以及示出劣化度842的信息。劣化度842可以包含劣化度842的计划值和劣化度842的现在值。

劣化度842的计划值可以使用数据表600来计算。例如,容许范围决定部474使用数据表600来构筑将劣化度的计划值作为目标变量并将出库后的经过时间、累积工作时间和累积发电量中的至少一个作为解释变量的函数或机器学习模型。容许范围决定部474能够使用从规格信息取得部424取得的示出出库时刻的信息来计算任意时刻处的出库后的经过时间。能够参照发电信息来计算任意时刻处的累积工作时间和累积发电量。容许范围决定部474能够通过将这些信息输入到上述函数或机器学习模型来取得任意时刻处的劣化度842的计划值。

接着,容许范围决定部474参照数据表800来制作燃料电池系统142或发电部340的输出速率的容许范围720。例如,容许范围决定部474通过变更输出速率的容许范围的初始条件中的上限值来制作输出速率的容许范围720。

容许范围决定部474参照数据表800来制作燃料电池系统142或发电部340的输出电流的容许范围720。例如,容许范围决定部474通过变更输出电流的容许范围的初始条件中的上限值来制作输出电流的容许范围740。

使用图9来说明容许范围决定部474制作输出速率的容许范围720的顺序的概要。在图9中,圆形标记910表示各时刻处的累积工作时间和劣化度。在本实施方式中,现在的累积工作时间是t4,t4处的劣化度是D4。此外,计划为使得在累积工作时间t5处到达设计寿命。在本实施方式中,示出了劣化度的值越大则燃料电池系统142的劣化越进展。

实线920相当于采用累积工作时间来作为劣化度的解释变量的情况下的、劣化度的计划值。再有,如上所述,应留意的是,劣化度的解释变量不限定于累积工作时间。虚线940表示圆形标记910的近似函数。虚线940相当于现在的使用条件持续的情况下的、燃料电池系统142或发电部340的劣化的进展的预测值。

根据图9中示出的实施方式,在累积工作时间t4处,劣化度842的现在值小于劣化度842的计划值。也就是说,存在使输出速率变大的盈余。于是,在一个实施方式中,容许范围决定部474决定使得劣化度在累积工作时间t5变为DL的输出速率。也就是说,容许范围决定部474决定使得累积工作时间和劣化度的关系变为虚线962的输出速率。在其他实施方式中,容许范围决定部474决定使得劣化度在累积工作时间t6变为DL的输出速率。累积工作时间t6可以是大于累积工作时间t5的值。也就是说,容许范围决定部474决定使得累积工作时间和劣化度的关系变为虚线964的输出速率。

容许范围决定部474可以采用这些输出速率来作为容许范围720的上限值。再有,容许范围决定部474可以通过与输出速率的容许范围720相同的顺序来制作输出电流的容许范围740。

使用图10和图11来说明输出速率决定部476根据负载量来调整燃料电池单元310的输出速率的方法的一例。图10概略性地示出了车辆100的负载变动的一例。图11概略性地示出了燃料电池单元310的输出速率的变动的一例。

如图10所示,在时刻t10,车辆100在收容部160中收容乘客1002并行进。在时刻t11,车辆100在车站1010暂且停止,收容乘客1004。之后,车辆100重新开始行进。在时刻t12至时刻t13之间,车辆100在上坡行进。此外,在时刻t13至时刻t14之间,车辆100在下坡行进。在该情况下,车辆驱动部222的负载量如实线1020那样变动。此外,空调部224的负载量如虚线1040那样变动。

如图11所示,在关联于图10来说明的状况下,首先,容许范围决定部474决定输出速率的容许范围720。接着,输出速率决定部476使燃料电池单元310的输出速率如实线1120那样变动。

具体而言,首先,在时刻t10至t11的期间内,输出速率决定部476将燃料电池单元310的输出速率设定为容许范围720的基准值。接着,在时刻t11至t12的期间内,作业部122的负载量比时刻t10至t11的期间大。于是,输出速率决定部476将燃料电池单元310的输出速率设定为比容许范围720的基准值小的值。

接着,在时刻t12至t13的期间内,作业部122的负载量比时刻t11至t12的期间大。于是,输出速率决定部476使燃料电池单元310的输出速率进一步变小,设定为容许范围720的下限值。

在本实施方式中,假定,在将燃料电池单元310的输出速率设定为容许范围720的下限值来继续运转时,相对于车辆驱动部222的负载的、车辆驱动部222的转速小于预定值的状态持续了一定时间。于是,输出速率决定部476决定暂时性地增大输出速率。具体而言,在时刻t22至t24的期间内,输出速率决定部476将输出速率设定为容许范围720的基准值。

在本实施方式中,假定,即使将燃料电池单元310的输出速率设定为容许范围720的基准值来继续运转,相对于车辆驱动部222的负载的、车辆驱动部222的转速小于预定值的状态也持续了一定时间。于是,输出速率决定部476决定再次增大输出速率。具体而言,在时刻t24至t26的期间内,输出速率决定部476将输出速率设定为比容许范围720的基准值大的值。再有,时刻t24至t26的期间的长度T30被设定为小于输出速率可超过基准值的期间的上限值。

之后,在时刻t26,输出速率决定部476将输出速率设定为容许范围720的基准值。在时刻t13至t14的期间内,作业部122的负载小于预定值。于是,输出速率决定部476将燃料电池单元310的输出速率设定为比容许范围720的基准值小的值

如以上那样,根据本实施方式,根据车辆100的作业期间中的作业部122的负载变动来适当设定燃料电池系统142或发电部340的输出速率。由此,抑制了发电部340的发电堆的劣化。此外,能通过调整输出速率的上限值来适当调整发电部340的发电堆的劣化的进展。

图12示出了可整体或部分地体现本发明的多个方式的计算机3000的一例。车辆100的一部分可以通过计算机3000实现。例如,车辆控制部124、电力控制部148和FC控制部330中的至少一个能通过计算机3000实现。

安装于计算机3000的程序能够使计算机3000作为与本发明的实施方式的装置相关联的操作或该装置的一个或多个“部”发挥作用或执行该操作或该一个或多个“部”、和/或能够使计算机3000执行本发明的实施方式的过程或该过程的阶段。这样的程序可以由CPU 3012执行,以便使计算机3000执行与本说明书中记载的流程图和框图的框中的若干个或全部相关联的特定操作。

根据本实施方式的计算机3000包含CPU 3012、RAM 3014、图形控制器3016和显示器设备3018,它们通过主机控制器3010相互连接。此外,计算机3000包含通信接口3022、硬盘驱动3024、DVD-ROM驱动3026和IC卡驱动这样的输入输出单元,它们经由输入输出控制器3020连接到主机控制器3010。此外,计算机包含ROM 3030和键盘3042这样的传统的输入输出单元,它们经由输入输出芯片3040连接到输入输出控制器3020。

CPU 3012依照ROM 3030和RAM 3014内储存的程序而工作,由此控制各单元。图形控制器3016从在RAM 3014内提供的帧缓冲器等或其本身取得由CPU 3012生成的图像数据,在显示器设备3018上显示图像数据。

通信接口3022经由网络与其他的电子设备进行通信。硬盘驱动3024储存由计算机3000内的CPU 3012使用的程序和数据。DVD-ROM驱动3026从DVD-ROM 3001读取程序或数据,经由RAM 3014向硬盘驱动3024提供程序或数据。IC卡驱动从IC卡读取程序和数据、和/或将程序和数据写入到IC卡。

ROM 3030在其中储存有效化时由计算机3000执行的引导程序等、和/或取决于计算机3000的硬件的程序。此外,输入输出芯片3040可以经由并行端口、串行端口、键盘端口、鼠标端口等将各种输入输出单元连接到输入输出控制器3020。

程序由DVD-ROM 3001或IC卡那样的计算机可读存储介质来提供。程序从计算机可读存储介质中读取,安装于作为计算机可读存储介质的例子的硬盘驱动3024、RAM 3014、或ROM 3030,由CPU 3012执行。这些程序内记述的信息处理被读取到计算机3000,带来程序与上述各种类型的硬件资源之间的协作。装置或方法可以通过依照计算机3000的使用来实现信息的操作或处理而构成。

例如,在通信在计算机3000和外部设备之间执行的情况下,CPU 3012可以执行加载到RAM 3014的通信程序,基于通信程序中记述的处理,对通信接口3022命令通信处理。通信接口3022在CPU 3012的控制下,读取在RAM 3014、硬盘驱动3024、DVD-ROM 3001、或IC卡那样的记录介质内提供的发送缓冲器区域中储存的发送数据、将读取的发送数据发送到网络,或者将从网络接收的接收数据写入到在记录介质上提供的接收缓冲器区域等。

此外,CPU 3012可以使得硬盘驱动3024、DVD-ROM驱动3026(DVD-ROM 3001)、IC卡等那样的外部记录介质中储存的文件或数据库的全部或所需部分被读取到RAM 3014,针对RAM 3014上的数据执行各种类型的处理。CPU 3012接着可以将经处理的数据回写到外部记录介质。

各种类型的程序、数据、表和数据库那样的各种类型的信息可以被储存在记录介质中,接受信息处理。CPU 3012可以针对从RAM 3014读取的数据,执行各种类型的处理,将结果回写到RAM 3014,所述各种类型的处理包含在本公开的随处记载并且由程序的命令序列指定的各种类型的操作、信息处理、条件判断、条件分支、无条件分支、信息的检索/置换等。此外,CPU 3012可以检索记录介质内的文件、数据库等中的信息。例如,在记录介质内储存了每一个具有与第二属性的属性值相关联的第一属性的属性值的多个条目的情况下,CPU 3012可以从该多个条目中检索与第一属性的属性值被指定的条件一致的条目,读取在该条目内储存的第二属性的属性值,由此取得与满足预定条件的第一属性相关联的第二属性的属性值。

以上说明的程序或软件模块可以储存在计算机3000上或计算机3000附近的计算机可读存储介质中。此外,在连接到专用通信网络或互联网的服务器系统内提供的硬盘或RAM那样的记录介质能够用作计算机可读存储介质,由此,经由网络将上述程序提供到计算机3000。

以上,使用实施方式说明了本发明,但是,本发明的技术范围不限定于上述实施方式中记载的范围。本领域技术人员应当清楚,能够对上述实施方式施加各种各样的变更或改良。此外,在技术上不矛盾的范围内,能够将针对特定实施方式所说明的事项应用于其他实施方式。此外,各构成要素可以具有与名称相同、参照符号不同的其他构成要素相同的特征。从权利要求书的记载中清楚的是,施加了那样的变更或改良的方式也能包含于本发明的技术范围内。

在权利要求书、说明书和附图中示出的装置、系统、程序和方法中的工作、顺序、步骤和阶段等各处理的执行顺序未特别明示为“之前”、“领先”等,此外,应注意,只要前面处理的输出不在后面处理中使用,则能以任意的顺序来实现。关于权利要求书、说明书和附图中的工作流程,即使为了方便而使用“首先,”、“接着,”等来说明,也并不意味着必须以该顺序来实施。

附图标记的说明

100车辆,120电力使用部,122作业部,124车辆控制部,140电源系统,142燃料电池系统,144蓄电部,146电力变换部,148电力控制部,160收容部,222车辆驱动部,224空调部,230作业设备监视器部,232电流量检测部,234转速检测部,240作业环境监视器部,242负荷传感器,244陀螺仪传感器,246车载相机,248温度传感器,262设备控制部,264负载管理部,266电力要求部,310燃料电池单元,312燃料供应单元,314氧化剂供应单元,316温度调整介质供应单元,322通信连接器,324电力连接器,326发电用公用电力连接器,330FC控制部,340发电部,350辅助用电池,422发电信息取得部,424规格信息取得部,426负载信息取得部,428电力要求取得部,440空调电力估计部,450输出调整部,460蓄电控制部,470发电控制部,472估计部,474容许范围决定部,476输出速率决定部,478输出电流决定部,500数据表,522时刻,524输出,526工作状况,600数据表,632经过时间,634累积工作时间,636累积发电量,642计划值,720容许范围,740容许范围,800数据表,822时刻,832经过时间,834累积工作时间,836累积发电量,842劣化度,910圆形标记,920实线,940虚线,962虚线,964虚线,1002乘客,1004乘客,1010车站,1020实线,1040虚线,1120实线,3000计算机,3001DVD-ROM,3010主机控制器,3012CPU,3014RAM,3016图形控制器,3018显示器设备,3020输入输出控制器,3022通信接口,3024硬盘驱动,3026DVD-ROM驱动,3030ROM,3040输入输出芯片,3042键盘。

相关技术
  • 控制装置、电力供应装置、作业机器、管理装置、控制方法、管理方法和程序
  • 机器人、机器人的控制装置及控制方法、以及机器人的控制装置的控制程序
技术分类

06120113170395