WO2011068003A1

WO2011068003A1 - 電源装置の起動方法

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Publication number: WO2011068003A1
Application number: PCT/JP2010/069423
Authority: WO
Inventors: 尚亨三松; 利浩曽根
Original assignee: 本田技研工業株式会社
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2010-11-01
Publication date: 2011-06-09
Also published as: JPWO2011068003A1; US20130038120A1; JP5380550B2; US8492922B2; CN102648108B; EP2508387A1; EP2508387B1; EP2508387A4; CN102648108A

Abstract

　第１電源（１１）と第２電源（１２）とが直列に接続された電池回路（１８）の両端は第１，第３ライン（Ｌ１，Ｌ３）に接続され、第１電源（１１）と第２電源（１２）の接続点（１８ａ）は第２ライン（Ｌ２）に接続され、スイッチング回路（３３）の両端は第１，第３ライン（Ｌ１，Ｌ３）に接続され、リアクトル（３４）の一端は第１，第２スイッチング素子（３１，３２）の接続点に接続され、他端は第２ライン（Ｌ２）に接続されている。電源装置（１０）は、起動時に、第１スイッチング素子（３１）のＯＮを禁止した状態で第２スイッチング素子（３２）のみをＯＮとＯＦＦとに交互に切り替える動作を、ＯＮ時間を増長傾向に変化させつつ、実行した後に、各スイッチング素子（３１，３２）のＯＮを交互に切り替える動作を実行する。

Description

電源装置の起動方法

　本発明は、電源装置の起動方法に関する。
　本願は、２００９年１２月１日に、日本に出願された特願２００９－２７３３３２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　従来、例えば燃料電池に接続された第１ＤＣ－ＤＣコンバータと、蓄電装置に接続された第２ＤＣ－ＤＣコンバータとを備え、２つの第１および第２ＤＣ－ＤＣコンバータから車両駆動用電動機などの負荷に電力を供給する電源システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

日本国特開２００７－３１８９３８号公報

　上記従来技術に係る電源システムにおいては、複数の電源（つまり、燃料電池および蓄電装置）毎にＤＣ－ＤＣコンバータを備えることに起因して、電源システムの構成に要する費用が嵩むとともに、電源システムのサイズが増大する。そのため、費用の削減およびサイズの小型化が望まれている。
　また、複数の電源（つまり、燃料電池および蓄電装置）からなる電源システムの始動時において、特にＤＣ－ＤＣコンバータを始動させたときに、回路系において意図しない過大な電流が流れてしまうことを防止することが望まれている。

　本発明に係る態様は、構成に要する費用を削減すると共にサイズを小型化すること、および始動時に過大な電流が流れることを防止することが可能な電源装置の起動方法を提供することを目的とする。

　本発明に係る一態様による電源装置の起動方法において、前記電源装置は、電位が順次低下傾向に異なる第１ラインおよび第２ラインおよび第３ラインと、燃料電池スタックと蓄電装置とが直列に接続されてなる電池回路と、各還流ダイオードを具備する第１スイッチング素子および第２スイッチング素子が直列に接続されたスイッチング回路と、リアクトルとからなるＤＣ－ＤＣコンバータとを備え、前記電池回路の両端は前記第１ラインと前記第３ラインとに接続され、前記電池回路の前記燃料電池スタックと前記蓄電装置との接続点は前記第２ラインに接続され、前記スイッチング回路の前記第１スイッチング素子側の端部は前記第１ラインに接続され、前記スイッチング回路の前記第２スイッチング素子側の端部は前記第３ラインに接続され、前記リアクトルの一端は前記第１および前記第２スイッチング素子の互いの接続点に接続され、他端は前記第２ラインに接続され、前記電源装置の起動時に、前記第１スイッチング素子のＯＮを禁止した状態で前記第２スイッチング素子のみをＯＮとＯＦＦとに交互に切り替える片側スイッチングモードを、前記第２スイッチング素子のＯＮ時間を増長傾向に変化させつつ、実行する工程と、前記第１スイッチング素子のＯＮと前記第２スイッチング素子のＯＮとを交互に切り替える交互スイッチングモードを実行する工程と、を含む。

　上記態様において、前記片側スイッチングモードの実行時に前記第２スイッチング素子のスイッチング周期内で連続して前記リアクトルに電流が流れる場合に、前記片側スイッチングモードの実行から前記交互スイッチングモードの実行へと切り替える起動方法を追加的に採用できる。

　上記態様において、前記片側スイッチングモードの実行時に前記第２スイッチング素子の１つのスイッチング周期において、前記リアクトルに流れる三角波状の電流の終端が前記スイッチング周期の末端に一致した場合に、前記片側スイッチングモードの実行から前記交互スイッチングモードの実行へと切り替える起動方法を追加的に採用できる。

　上記態様において、前記片側スイッチングモードの実行時に前記第２スイッチング素子のスイッチング周期の半分の期間において前記リアクトルに流れる電流が単調増加している場合に、前記スイッチング周期内で連続して前記リアクトルに電流が流れるとみなす起動方法を追加的に採用できる。

　本発明に係る態様における電源装置の起動方法によれば、交互スイッチングモードを実行するより前において、片側スイッチングモードを実行することにより、第１スイッチング素子がＯＦＦかつ第２スイッチング素子がＯＮとされてリアクトルが直流励磁される。これにより、交互スイッチングモードで第１スイッチング素子がＯＮかつ第２スイッチング素子がＯＦＦとされたとしても、燃料電池スタックまたは蓄電装置から過大な電流が流れてしまうことを防止することができる。また、過大な電流によって各スイッチング素子などに損傷が生じることを防止することができる。
　しかも、燃料電池スタックと蓄電装置とが直列に接続されてなる電池回路に対して単一のＤＣ－ＤＣコンバータを備えるだけで複数の動作モードを切り換えることができ、例えば燃料電池スタックと蓄電装置毎に個別にＤＣ－ＤＣコンバータを備える場合に比べて、構成に要する費用を削減すると共にサイズを小型化することができる。

　追加的な態様に係る起動方法によれば、片側スイッチングモードのスイッチング周期内で連続してリアクトルに電流が流れ続ける場合には、回路系において意図しない過大な電流が流れてしまうことを防止することができ、片側スイッチングモードから交互スイッチングモードへの切り替え移行を安定的に行なうことができる。

　追加的な態様に係る起動方法によれば、例えば、第１スイッチング素子がＯＦＦかつ第２スイッチング素子がＯＮとされてリアクトルが直流励磁される期間でリアクトルに流れる電流が単調に増加し、次に、第１スイッチング素子および第２スイッチング素子がＯＦＦとされてリアクトルに蓄積された磁気エネルギーが消費される期間でリアクトルに流れる電流が単調に減少することで、リアクトルに流れる電流は三角波状となる。この状態で、三角波状の電流の終端がスイッチング周期の末端に一致した場合には、回路系において意図しない過大な電流が流れてしまうことを防止することができ、片側スイッチングモードから交互スイッチングモードへの切り替え移行を安定的に行なうことができる。

　追加的な態様に係る起動方法によれば、第１スイッチング素子がＯＦＦに維持された状態で、スイッチング周期の半分の期間毎に第２スイッチング素子がＯＮとＯＦＦとに切り替えられることで、リアクトルに流れる電流が二等辺三角波状となる場合には、リアクトルに流れる電流の検出をスイッチング周期の半分の期間に亘って行なうだけで、この検出結果に基づきスイッチング周期内で連続してリアクトルに電流が流れるか否かを判定することができる。これにより、片側スイッチングモードから交互スイッチングモードへの切り替え移行の可否を迅速に判定することができる。

電源装置を備える燃料電池車両の電源システムの構成図である。電源装置の起動時の片側スイッチングモードの実行時における上アームＯＮ時間と下アームＯＮ時間とリアクトル電流ＩＬとスイッチングデューティー（ＤＵＴＹ）とゲート出力許可フラグｆ＿ｐｒｍとの一例を示す図である。電源装置の起動時の片側スイッチングモードの実行時における各スイッチング周期Ｔ内でのリアクトル電流ＩＬの時系列のデータの一例を示す図である。電源装置の起動時の片側スイッチングモードの実行時と交互スイッチングモードの実行時とにおけるリアクトル電流ＩＬの変化の一例を示す図である。燃料電池スタックの動作点の一例を示す図である。バッテリの動作点の一例を示す図である。駆動モータの駆動時におけるＤＣ－ＤＣコンバータのスイッチングデューティーの変化に応じた電源装置の動作モードの変化と燃料電池スタックおよびバッテリの電流および電圧の変化の一例とを示す図である。電源装置の起動方法を示すフローチャートである。図７に示す波形判定処理のフローチャートである。図７に示す上アームＯＮ許可判定処理のフローチャートである。図７に示すゲート出力処理のフローチャートである。

　以下、本発明に係る実施形態における電源装置について添付図面を参照しながら説明する。
　本実施形態における電源装置１０は、例えば図１に示すように、第１電源をなす燃料電池スタック（燃料電池、ＦＣ）１１と、第２電源をなすバッテリ（蓄電装置）１２と、ＤＣ－ＤＣコンバータ１３と、エアポンプインバータ（ＡＰＩ）１４と、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信ラインからなるパワープラントＣＡＮ１５に接続されるコンバータＥＣＵ（電子制御装置）１６および統合ＥＣＵ（電子制御装置）１７とを備える。そして、燃料電池スタック１１とバッテリ１２とが直列に接続されて電池回路１８が構成されている。

　電源装置１０は、例えば燃料電池車両の電源システム２０に具備され、燃料電池車両の電源システム２０は、例えば、電源装置１０と、ＰＤＵ（パワードライブユニット）２１と、車両駆動用のモータ２２と、エアポンプ（ＡＰ）２３とを備える。

　燃料電池スタック１１は、陽イオン交換膜等からなる固体高分子電解質膜を、アノード触媒およびガス拡散層からなる燃料極（アノード）と、カソード触媒およびガス拡散層からなる酸素極（カソード）とで挟持してなる電解質電極構造体を、更に一対のセパレータで挟持してなる燃料電池セルを多数組積層して構成される。燃料電池セルの積層体は、一対のエンドプレートによって積層方向の両側から挟み込まれている。

　燃料電池スタック１１のカソードには酸素を含む酸化剤ガス（反応ガス）である空気がエアポンプ２３から供給され、アノードには水素を含む燃料ガス（反応ガス）が、例えば高圧の水素タンク（図示略）から供給されている。
　アノードのアノード触媒上で触媒反応によりイオン化された水素は、適度に加湿された固体高分子電解質膜を介してカソードへと移動する。この移動に伴って発生する電子が外部回路に取り出され、直流の電気エネルギーとして利用される。このときカソードにおいては、水素イオン、電子及び酸素が反応して水が生成される。

　なお、エアポンプ２３は、例えば車両の外部から空気を取り込んで圧縮し、この空気を反応ガスとして燃料電池スタック１１のカソードに供給する。エアポンプ２３を駆動するポンプ駆動用モータ（図示略）の回転数は、統合ＥＣＵ１７から出力される制御指令に基づき、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータなどからなるエアポンプインバータ１４により制御されている。

　なお、電源装置１０ではバッテリ１２の代わりに蓄電装置として、例えば電気二重層コンデンサ又は、電解コンデンサなどからなるキャパシタを備えてもよい。

　ＤＣ－ＤＣコンバータ１３は、例えばチョッパ型のＤＣ－ＤＣコンバータであって各還流ダイオード３１ａ，３１ｂを具備する第１および第２スイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar mode Transistor）３１，３２が直列に接続されてなるスイッチング回路３３と、チョークコイルからなるリアクトル３４と、平滑コンデンサ３５とを備える。

　スイッチング回路３３は、コンバータＥＣＵ１６から出力されて各スイッチング素子３１，３２のゲートに入力されるパルス幅変調（ＰＷＭ）された信号（ＰＷＭ信号）によって駆動される。
　例えば、交互スイッチングモードでは、ＤＣ－ＤＣコンバータ１３のハイサイドアーム（上アーム）をなす第１スイッチング素子３１がオンかつローサイドアーム（下アーム）をなす第２スイッチング素子３２がオフとなる状態と、ハイサイドアームをなす第１スイッチング素子３１がオフかつローサイドアームをなす第２スイッチング素子３２がオンとなる状態とが、交互に切り替えられる。
　また、例えば、片側スイッチングモードでは、ＤＣ－ＤＣコンバータ１３のハイサイドアーム（上アーム）をなす第１スイッチング素子３１がオフとなる状態に維持されて、ローサイドアーム（下アーム）をなす第２スイッチング素子３２がオンとなる状態とオフとなる状態とに交互に切り替えられる。

　３つのラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、順次低下傾向に異なる電位を有する。例えば、Ｌ１の電位が最も高く、Ｌ３の電位が最も低く、Ｌ２の電位がそれらの中間である。スイッチング回路３３の第１スイッチング素子３１側の端部は第１ラインＬ１に接続され、スイッチング回路３３の第２スイッチング素子３２側の端部は第３ラインＬ３に接続されている。
　また、平滑コンデンサ３５は、第１ラインＬ１と第３ラインＬ３とに接続されている。
　また、リアクトル３４の一端は第１および第２スイッチング素子３１，３２の互いの接続点（例えば、コレクタ－エミッタ間）に接続され、他端は第２ラインＬ２に接続されている。

　ＤＣ－ＤＣコンバータ１３において、例えばモータ２２の駆動時などにおける１次側から２次側への昇圧動作時には、先ず、ハイサイドアームの第１スイッチング素子３１がオフかつローサイドアームの第２スイッチング素子３２がオンとされる。１次側から入力される電流によってリアクトル３４が直流励磁されて磁気エネルギーが蓄積される。
　ハイサイドアームの第１スイッチング素子３１がオンかつローサイドアームの第２スイッチング素子３２がオフとされると、リアクトル３４に流れる電流が遮断される。その結果、磁束の変化を妨げるようにしてリアクトル３４の両端間に起電圧（誘導電圧）が発生し、リアクトル３４に蓄積された磁気エネルギーによる誘導電圧が１次側の入力電圧に上積みされて１次側の入力電圧よりも高い昇圧電圧が２次側に印加される。この切換動作に伴って発生する電圧変動は平滑コンデンサ３５により平滑化され、昇圧電圧が２次側から出力される。

　一方、例えばモータ２２の回生時などにおける２次側から１次側への回生動作時には、先ず、ハイサイドアームの第１スイッチング素子３１がオフかつローサイドアームの第２スイッチング素子３２がオンとされる。２次側から入力される電流によってリアクトル３４が直流励磁されて磁気エネルギーが蓄積される。
　ハイサイドアームの第１スイッチング素子３１がオンかつローサイドアームの第２スイッチング素子３２がオフとされると、リアクトル３４に流れる電流が遮断される。その結果、磁束の変化を妨げるようにしてリアクトル３４の両端間に起電圧（誘導電圧）が発生する。このリアクトル３４に蓄積された磁気エネルギーによる誘導電圧は、ハイサイドアームの第１スイッチング素子３１のオン／オフの比率に応じて２次側の入力電圧が降圧された降圧電圧となり、降圧電圧が１次側に印加される。

　ＤＣ－ＤＣコンバータ１３は、コンバータＥＣＵ１６から出力されて各スイッチング素子３１，３２のゲートに入力されるパルス幅変調（ＰＷＭ）された信号（ＰＷＭ信号）によって駆動される。例えばＰＷＭ信号の１周期におけるハイサイドアームの第１スイッチング素子３１のオンの比率として定義されるスイッチングデューティー（ＤＵＴＹ）に応じて、ハイサイドアームの第１スイッチング素子３１とローサイドアームの第２スイッチング素子３２とのオン／オフが切り換わる。
　なお、スイッチングデューティー（ＤＵＴＹ）は、例えば、第１スイッチング素子３１のオン時間Ｔ１ｏｎと第２スイッチング素子３２のオン時間Ｔ２ｏｎとにより、ＤＵＴＹ＝Ｔ１ｏｎ／（Ｔ１ｏｎ＋Ｔ２ｏｎ）とされる。
　なお、ハイサイドアームの第１スイッチング素子３１と、ローサイドアームの第２スイッチング素子３２とは、オン／オフの切り換え時に、同時にオンとなることが禁止されている。また、第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２が、同時にオフとなる適宜のデッドタイムが設けられている。

　燃料電池スタック１１は、正極側および負極側に配置されて統合ＥＣＵ１７により断接（オン／オフ）が切り換えられる各コンタクタ１１ａ，１１ｂと、コンデンサ１１ｃとを介して、第２ラインＬ２と第３ラインＬ３とに接続されている。
　バッテリ１２は、正極側および負極側に配置されて統合ＥＣＵ１７により断接（オン／オフ）が切り換えられる各コンタクタ１２ａ，１２ｂおよび正極側に配置されて統合ＥＣＵ１７により動作が制御される電流制限回路１２ｃを介して、第１ラインＬ１と第２ラインＬ２とに接続されている。
　これにより、第１ラインＬ１と第３ラインＬ３との間で燃料電池スタック１１とバッテリ１２とは接続点１８ａで直列に接続されて電池回路１８が形成されている。
　また、第１ラインＬ１および第３ラインＬ３から負荷であるモータ２２に電力が出力されるようにして第１ラインＬ１と第３ラインＬ３とはＰＤＵ２１に接続されている。
　また、エアポンプ２３の駆動回路であるエアポンプインバータ１４は第１ラインＬ１と第２ラインＬ２とに接続されている。

　３相のモータ２２の駆動回路をなすＰＤＵ２１は、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータを備え、複数のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar mode Transistor）がブリッジ接続されてなる３相のブリッジ回路を備える。
　ブリッジ回路は、例えば各相毎に対をなして直列に接続される複数のハイ側およびロー側スイッチング素子がブリッジ接続される。

　このＰＤＵ２１は、例えばモータＥＣＵ（図示略）から出力されてブリッジ回路の各スイッチング素子のゲートに入力されるパルス幅変調（ＰＷＭ）された信号（ＰＷＭ信号）によって駆動される。例えばモータ２２の駆動時には、各相毎に対をなす各スイッチング素子のオン（導通）／オフ（遮断）状態を切り替える。これにより、電源装置１０から出力される直流電力が３相交流電力に変換される。モータ２２の３相のステータ巻線（図示略）への通電が順次転流することで、各相のステータ巻線に交流のＵ相電流ＩｕおよびＶ相電流ＩｖおよびＷ相電流Ｉｗが通電する。一方、例えばモータ２２の回生時には、モータ２２から出力される３相交流電力を直流電力に変換してＤＣ－ＤＣコンバータ１３に供給し、バッテリ１２の充電およびＤＣ－ＤＣコンバータ１３に接続された負荷に対する給電などを行なう。

　なお、モータＥＣＵには、例えばＰＤＵ２１とモータ２２との間において３相の各相電流を検出する相電流センサ（図示略）と、モータ２２の回転子の回転角（つまり、所定の基準回転位置からの回転子の磁極の回転角度であって、モータ２２の回転軸の回転位置）を検出する角度センサ（図示略）との各センサから出力される検出信号が入力されている。
　なお、モータ２２は、例えば界磁として永久磁石を利用する永久磁石式の３相交流同期モータである。ＰＤＵ２１から供給される３相交流電力により駆動制御されると共に、車両の減速時において駆動輪側からモータ２２側に駆動力が伝達されると、モータ２２は発電機として機能して、いわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。

　コンバータＥＣＵ１６は、統合ＥＣＵ１７と協調しつつＤＣ－ＤＣコンバータ１３の動作を制御する。
　なお、統合ＥＣＵ１７には、例えば、リアクトル３４に流れる電流（リアクトル電流ＩＬ）を検出する電流センサ４１、燃料電池スタック１１の出力電流Ｉｆｃを検出する出力電流センサ４３などの各センサから出力される検出信号が入力されている。

　コンバータＥＣＵ１６は、先ず、電源装置１０の起動時に、第１スイッチング素子３１のオン（上アームＯＮ）を禁止した状態で第２スイッチング素子３２のみをオンとオフとに交互に切り替える片側スイッチングモードを実行する。この片側スイッチングモードでは、例えば図２に示すように、所定のスイッチング周期Ｔ毎に第２スイッチング素子３２のオン時間Ｔ２ｏｎ（下アームＯＮ時間）をゼロから増長傾向に変化させる。
　なお、コンバータＥＣＵ１６は、例えば、スイッチングデューティー（ＤＵＴＹ）を変更することによって、第２スイッチング素子３２のオン時間Ｔ２ｏｎを変化させており、スイッチングデューティー（ＤＵＴＹ）を、オン時間Ｔ２ｏｎ（下アームＯＮ時間）のゼロに相当する１００％から低減傾向に徐々に変化させる。

　この片側スイッチングモードでは、第１スイッチング素子３１がオフ（上アームＯＮの禁止）かつ第２スイッチング素子３２がオン（下アームＯＮの実行）とされてリアクトル３４が直流励磁される期間でリアクトル電流ＩＬが単調に増加する。そして、第１スイッチング素子３１および第２スイッチング素子３２がオフとされてリアクトル３４に蓄積された磁気エネルギーが消費される期間でリアクトル電流ＩＬが単調に減少する。これらにより、リアクトル電流ＩＬは三角波状（例えば、二等辺三角波状（リアクトル３４が直流励磁される期間とリアクトル３４の磁気エネルギーが消費される期間が等しい））となる。
　順次繰り返されるスイッチング周期Ｔ毎に第２スイッチング素子３２のオン時間Ｔ２ｏｎ（下アームＯＮ時間）が長くなることから、三角波状のリアクトル電流ＩＬの最大値（三角波の頂点の電流値）が増大傾向に変化する。

　統合ＥＣＵ１７は、片側スイッチングモードの実行時において、所定周期で電流センサ４１により検出されるリアクトル電流ＩＬの検出結果を電流センサ４１から取得し、このリアクトル電流ＩＬの検出結果をコンバータＥＣＵ１６に送信する。
　コンバータＥＣＵ１６は、統合ＥＣＵ１７から受信したリアクトル電流ＩＬに対して、例えば図３に示すように、バッファ処理およびフィルタ処理を実行する。

　コンバータＥＣＵ１６は、バッファ処理として、例えば所定のスイッチング周期Ｔ毎において、スイッチング周期Ｔ内で統合ＥＣＵ１７から順次受信されるリアクトル電流ＩＬの時系列のデータを、各データ毎に独立にリングバッファなどの記憶部に格納する。
　例えば図３に示すバッファ処理では、任意の自然数ｎ，Ｍにより、ｎ番目のスイッチング周期Ｔ（ｎ）内で所定周期Δｔ毎の各時刻ｔｎ０，…，ｔｎＭにおいて、統合ＥＣＵ１７から順次受信されるリアクトル電流ＩＬｎ０，…，ＩＬｎＭが、互いに独立にリングバッファＲＢに格納される。
　そして、コンバータＥＣＵ１６は、記憶部に格納した各データ毎に独立に所定のフィルタ処理を実行する。
　例えば図３に示すフィルタ処理では、各リアクトル電流ＩＬｎ０，…，ＩＬｎＭ毎に独立にフィルタ処理が実行されて、各フィルタ処理により得られる各リアクトル電流ＩＬｎ０´，…，ＩＬｎＭ´が、新たに互いに独立にリングバッファＲＢに格納される。

　コンバータＥＣＵ１６は、フィルタ処理を実行して得られるリアクトル電流ＩＬの時系列のデータに基づき、スイッチング周期Ｔ内で連続してリアクトル電流ＩＬが流れるか否かを判定する。この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、連続判定フラグｆ＿ｊｄｇのフラグ値に「１」を設定する。なお、この判定処理では、例えば、１つのスイッチング周期Ｔにおいて、三角波状のリアクトル電流ＩＬの終端がスイッチング周期Ｔの末端に一致した場合、言い換えれば、第２スイッチング素子３２のオン／オフのタイミングと、リアクトル電流ＩＬの立上り／立下りのタイミングとが、スイッチング周期Ｔで同期し、第２スイッチング素子３２がスイッチング周期Ｔの半分の期間（Ｔ／２）でオンの間、リアクトル電流ＩＬが単調増加している場合、スイッチング周期Ｔ内で連続してリアクトル電流ＩＬが流れると判定する。
　連続する所定回数のスイッチング周期Ｔにおいて連続判定フラグｆ＿ｊｄｇのフラグ値に「１」が設定された場合には、第１スイッチング素子３１のオンを指示するゲート信号の出力を許可することを示すゲート出力許可フラグｆ＿ｐｒｍのフラグ値に「１」を設定する。

　ゲート出力許可フラグｆ＿ｐｒｍのフラグ値が「１」になると、コンバータＥＣＵ１６は、第１スイッチング素子３１のオン（上アームＯＮ）の許可、つまり交互スイッチングモードの実行開始を許可し、片側スイッチングモードの実行を停止して交互スイッチングモードの実行を開始する。また、統合ＥＣＵ１７は、電流センサ４１から出力されるリアクトル電流ＩＬの検出結果に基づき、リアクトル電流ＩＬがゼロに収束するように電流のフィードバック処理を実行する。

　これにより、例えば図４に示すように、片側スイッチングモードの実行が開始された時刻ｔａ以降において、スイッチングデューティー（ＤＵＴＹ）の低下（つまり、第２スイッチング素子３２のオン時間Ｔ２ｏｎ（下アームＯＮ時間）の増長）に伴い、リアクトル電流ＩＬが増大傾向に変化する。そして、片側スイッチングモードの実行が停止されて交互スイッチングモードの実行が開始される時刻ｔｂ以降において、電流のフィードバック処理に応じてリアクトル電流ＩＬの実効値がゼロに収束する。

　統合ＥＣＵ１７は、交互スイッチングモードの実行時において、電源装置１０の通常時の動作として、電源装置１０から電力が供給される負荷の総消費電力を算出する。そして、例えばモータ２２の駆動時においては、燃料電池スタック１１の状態（例えば、発電指令に応じた燃料電池スタック１１の状態変化の変化率など）と、バッテリ１２の残容量ＳＯＣとなどに基づき、電源装置１０の電池回路１８を形成する燃料電池スタック１１とバッテリ１２との電力配分、つまり負荷での消総消費電力を燃料電池スタック１１から出力される電力とバッテリ１２から出力される電力とを加算して得た値とする際の配分の目標値（目標電力配分）を設定する。

　例えばモータ２２の駆動時における電力配分は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１３のスイッチングデューティー（つまり、ＰＷＭ信号の１周期におけるハイサイドアームのスイッチング素子のオンの比率）に応じた値となり、スイッチングデューティー（ＤＵＴＹ）は、例えば下記数式（１）に示すように、燃料電池スタック１１の端子間電圧ＶＦＣ（Ｖ１）と、バッテリ１２の端子間電圧ＶＢ（Ｖ２）とによりに記述される。

　これにより、例えば下記数式（２）に示すように、スイッチングデューティー（ＤＵＴＹ）によって燃料電池スタック１１の端子間電圧ＶＦＣ（Ｖ１）とバッテリ１２の端子間電圧ＶＢ（Ｖ２）との比が記述される。

　燃料電池スタック１１の端子間電圧ＶＦＣ（Ｖ１）とバッテリ１２の端子間電圧ＶＢ（Ｖ２）とは、例えば図５Ａ及び図５Ｂに示すように、それぞれ燃料電池スタック１１の電流（出力電流Ｉｆｃ）および電力とバッテリ１２の電流（Ｉｂ）および電力と所定の対応関係を有する。これにより、スイッチングデューティー（ＤＵＴＹ）により、燃料電池スタック１１の動作点（例えば、電圧または電流または電力）とバッテリ１２の動作点（例えば、電圧または電流または電力）との比が記述される。

　また、統合ＥＣＵ１７は、例えばモータ２２の回生時においては、燃料電池スタック１１の状態（例えば、発電指令に応じた燃料電池スタック１１の状態変化の変化率など）と、バッテリ１２の残容量ＳＯＣと、モータ２２の回生電力となどに基づき、燃料電池スタック１１とＰＤＵ２１との電力供給側の電力配分、および、バッテリ１２と負荷との電力受給側の電力配分を設定する。

　例えばモータ２２の駆動時においては、スイッチングデューティー（ＤＵＴＹ）により、燃料電池スタック１１の動作点（例えば、電圧または電流または電力）とバッテリ１２の動作点（例えば、電圧または電流または電力）との比が記述される。統合ＥＣＵ１７は、燃料電池スタック１１の動作点とバッテリ１２の動作点とＤＣ－ＤＣコンバータ１３のスイッチングデューティー（ＤＵＴＹ）と負荷の総消費電力との対応関係を示す所定マップを参照して、燃料電池スタック１１の出力電流Ｉｆｃに対する目標電流を取得する。
　また、統合ＥＣＵ１７は、例えばモータ２２の回生時においては、各電力配分に応じて、燃料電池スタック１１の電流（出力電流Ｉｆｃ）の目標電流として零あるいは正の値を出力する。

　また、統合ＥＣＵ１７は、燃料電池スタック１１とバッテリ１２との実際の電力配分（実電力配分）が目標電力配分に一致するようにして、例えば出力電流センサ４３から出力される燃料電池スタック１１の出力電流Ｉｆｃの検出値が、出力電流Ｉｆｃの目標電流に一致するようにして、例えばＰＩＤ（比例積分微分）動作などを含むフィードバック処理を行なう。そして、このフィードバック処理の演算結果の信号をコンバータＥＣＵ１６に送信する。
　コンバータＥＣＵ１６は、統合ＥＣＵ１７から受信した信号に応じてＤＣ－ＤＣコンバータ１３のスイッチングデューティーを制御するようにして、ＤＣ－ＤＣコンバータ１３の各スイッチング素子３１，３２をオン／オフ駆動させるゲート信号（つまり、ＰＷＭ信号）を生成する。そして、ゲート信号によってＤＣ－ＤＣコンバータ１３で同期スイッチングを行なう。
　これにより、例えば図６に示すように、電源装置１０の動作モードは連続的に制御される。

　例えば第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１３の昇圧比が２～３程度の値となる状態で、スイッチングデューティーが最大となる電源装置１０の動作モードは、例えば時刻ｔ１～時刻ｔ２の期間に示すように、バッテリ１２の出力のみがＰＤＵ２１およびエアポンプインバータ（ＡＰＩ）１４に供給されるＥＶモードとなる。
　ＥＶモードからスイッチングデューティーが低下傾向に変化することに伴い、電源装置１０の動作モードは、例えば時刻ｔ２～時刻ｔ５の期間に示すように、順次、第１～第３の（ＦＣ＋バッテリ）モードに推移する。

　第１の（ＦＣ＋バッテリ）モードでは、バッテリ１２の出力がＰＤＵ２１およびＡＰＩ１４に供給されると共に燃料電池スタック１１の出力がＰＤＵ２１に供給されてバッテリ１２の電流（Ｉｂ）が燃料電池スタック１１の電流（出力電流Ｉｆｃ）よりも大きくなる。
　第２の（ＦＣ＋バッテリ）モードでは、バッテリ１２の出力がＰＤＵ２１およびＡＰＩ１４に供給されると共に燃料電池スタック１１の出力がＰＤＵ２１に供給されてバッテリ１２の電流（Ｉｂ）が燃料電池スタック１１の電流（出力電流Ｉｆｃ）とＡＰＩ１４に通電される電流（ＩＡＰ）との和に等しくなる。
　第３の（ＦＣ＋バッテリ）モードでは、バッテリ１２および燃料電池スタック１１の出力がＰＤＵ２１およびＡＰＩ１４に供給されてバッテリ１２の電流（Ｉｂ）が燃料電池スタック１１の電流（出力電流Ｉｆｃ）よりも小さくなる。

　これに伴い、バッテリ１２の電流（Ｉｂ）が減少傾向に変化し、燃料電池スタック１１の電流（出力電流Ｉｆｃ）及び目標電流（Ｉｆｃコマンド）は増大傾向に変化する。そして、ＰＤＵ２１の１次側の入力電圧（ＶＰＩＮ）はほぼ一定に維持されつつ、バッテリ１２の電圧（ＶＢ）は増大傾向に変化し、燃料電池スタック１１の電圧（ＶＦＣ）は減少傾向に変化する。

　また、第３の（ＦＣ＋バッテリ）モードからスイッチングデューティーが最小まで低下傾向に変化することに伴い、電源装置１０の動作モードは、例えば時刻ｔ５以降に示すように、順次、第１，第２のＦＣモードに推移する。
　第１のＦＣモードでは、燃料電池スタック１１の出力のみがＰＤＵ２１およびＡＰＩ１４に供給される。
　第２のＦＣモードでは、燃料電池スタック１１の出力のみがＰＤＵ２１およびＡＰＩ１４およびバッテリ１２に供給されてバッテリ１２が充電される。

　これに伴い、バッテリ１２の電流（Ｉｂ）が零から負の値へと減少傾向に変化し、燃料電池スタック１１の電流（出力電流Ｉｆｃ）及び目標電流（Ｉｆｃコマンド）は増大傾向に変化する。そして、ＰＤＵ２１の１次側の入力電圧（ＶＰＩＮ）はほぼ一定に維持されつつ、バッテリ１２の電圧（ＶＢ）は増大傾向に変化し、燃料電池スタック１１の電圧（ＶＦＣ）は減少傾向に変化する。

　また、統合ＥＣＵ１７は、例えばモータ２２の回生時においては、燃料電池スタック１１の電流（出力電流Ｉｆｃ）の検出値が目標電流（零あるいは正の値）と一致するようにしてフィードバック制御をおこなうとともに、回生電圧のフィードバック制御をおこなうことによって、ＤＣ－ＤＣコンバータ１３のスイッチングデューティーを制御する。
　例えば燃料電池スタック１１の電流（出力電流Ｉｆｃ）の目標電流が零とされる電源装置１０の動作モードは、ＰＤＵ２１の回生電力によりバッテリ１２が充電される回生モードとなる。
　また、例えば燃料電池スタック１１の電流（出力電流Ｉｆｃ）の目標電流が正の値とされる電源装置１０の動作モードは、ＰＤＵ２１の回生電力および燃料電池スタック１１の出力がＡＰＩ１４およびバッテリ１２に供給されてバッテリ１２が充電される（回生＋ＦＣによるバッテリ充電）モードとなる。

　なお、統合ＥＣＵ１７は、例えば、燃料電池車両の運転状態、燃料電池スタック１１のアノードに供給される反応ガスに含まれる水素の濃度及び燃料電池スタック１１のアノードから排出される排出ガスに含まれる水素の濃度、燃料電池スタック１１の発電状態、例えば各複数の燃料電池セルの端子間電圧、燃料電池スタック１１の電圧ＶＦＣ、燃料電池スタック１１の出力電流Ｉｆｃ及び燃料電池スタック１１の内部温度など、に基づき、燃料電池スタック１１に対する発電指令として、燃料電池スタック１１へ供給される反応ガスの圧力および流量に対する指令値を出力し、燃料電池スタック１１の発電状態を制御する。

　また、統合ＥＣＵ１７は、燃料電池スタック１１の発電状態などに応じて各コンタクタ１１ａ，１１ｂのオン／オフを切り換え、燃料電池スタック１１と第２ラインＬ２および第３ラインＬ３との接続を制御する。
　また、統合ＥＣＵ１７は、バッテリ１２の残容量ＳＯＣなどに応じて各コンタクタ１２ａ，１２ｂおよび電流制限回路１２ｃのオン／オフを切り換え、バッテリ１２と第１ラインＬ１および第２ラインＬ２との接続を制御する。

　本実施の形態による電源装置１０は上記構成を備えており、次に、この電源装置１０の動作、特に、電源装置１０の起動方法について説明する。

　先ず、例えば図７に示すステップＳ０１においては、プリチャージの動作として、バッテリ１２の電流制限回路１２ｃを接続状態にして平滑コンデンサ３５に通電を行なう。
　そして、初期化判定処理として、リアクトル３４に流れる電流（リアクトル電流ＩＬ）を検出する電流センサ４１と、燃料電池スタック１１の出力電流Ｉｆｃを検出する出力電流センサ４３となどの各センサの初期化が完了したことを示すセンサ初期化完了フラグのフラグ値に「１」が設定されているか否かを判定する。
　この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０１の初期化判定処理を繰り返し実行する。
　一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０２に進む。

　次に、ステップＳ０２においては、燃料電池スタック１１の各コンタクタ１１ａ，１１ｂと、バッテリ１２の各コンタクタ１２ａ，１２ｂおよび電流制限回路１２ｃとが接続状態になったことを示すコンタクタＯＮ完了フラグのフラグ値に「１」が設定されているか否かを判定する。
　この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０２の判定処理を繰り返し実行する。
　一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０３に進む。

　次に、ステップＳ０３においては、スイッチングデューティー（ＤＵＴＹ）に対する所定の初期値（例えば、第２スイッチング素子３２のオン時間Ｔ２ｏｎ（下アームＯＮ時間）のゼロに相当する１００％など）によって、第１スイッチング素子３１のオン（上アームＯＮ）を禁止した状態で第２スイッチング素子３２のみをオンとオフとに交互に切り替える片側スイッチングモードの実行を開始する。

　次に、ステップＳ０４においては、電流センサ４１によりリアクトル３４に流れる電流（リアクトル電流ＩＬ）を検出し、この検出結果に対してバッファ処理およびフィルタ処理を実行する。
　次に、ステップＳ０５においては、バッファ処理およびフィルタ処理により得られる各リアクトル電流ＩＬ（例えば、各リアクトル電流ＩＬｎ０´，…，ＩＬｎＭ´）に基づき、後述する波形判定処理を実行する。
　次に、ステップＳ０６においては、後述する上アームＯＮ許可判定処理を実行する。
　次に、ステップＳ０７においては、後述するゲート出力処理を実行する。

　次に、ステップＳ０８においては、第１スイッチング素子３１のオン（上アームＯＮ）が許可、つまり交互スイッチングモードの実行開始が許可されているか否かを判定する。
　この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０４に戻る。
　一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０９に進む。

　ステップＳ０９においては、片側スイッチングモードの実行を停止して交互スイッチングモードの実行を開始する。
　ステップＳ１０においては、交互スイッチングモードの実行時に、電流センサ４１から出力されるリアクトル電流ＩＬの検出結果に基づき、リアクトル電流ＩＬがゼロに収束するように電流のフィードバック処理を実行し、エンドに進む。

　以下に、上述したステップＳ０５での波形判定処理について説明する。
　先ず、例えば図８に示す初期化処理として、ステップＳ２１においては、所定のスイッチング周期Ｔ内での電流センサ４１によるリアクトル電流ＩＬの検出回数Ｍ（つまり、各スイッチング周期Ｔ毎でのリアクトル電流ＩＬの時系列のデータ数）により、スイッチング周期Ｔの半分の周期での電流センサ４１によるリアクトル電流ＩＬの検出回数ｍ＝Ｍ／２を算出する。

　次に、ステップＳ２２においては、任意の自然数のパラメータｉに「１」を設定して、パラメータｉの初期化を行なう。
　次に、ステップＳ２３においては、リアクトル電流ＩＬの時系列のデータにおいて、時間経過に伴ってリアクトル電流ＩＬが連続して増大傾向に変化しているデータ数ｃｔ＿ｉｎｔに「０」を設定して、データ数ｃｔ＿ｉｎｔの初期化を行なう。

　次に、波形分析処理として、ステップＳ２４においては、パラメータｉは検出回数Ｍ以下であるか否かを判定する。
　この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２５に進む。
　一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ２９に進む。
　次に、ステップＳ２５においては、リアクトル電流ＩＬの時系列のデータにおいて、（ｉ－１）番目のリアクトル電流ＩＬｎ´（ｉ－１）は、（ｉ）番目のリアクトル電流ＩＬｎ´（ｉ）以下であるか否かを判定する。
　この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２５に進み、このステップＳ２５においては、データ数ｃｔ＿ｉｎｔのインクリメントを行なう。
　一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２６に進み、このステップＳ２６においては、データ数ｃｔ＿ｉｎｔにゼロを設定する。
　ステップＳ２８においては、パラメータｉのインクリメントを行なう。

　次に、判定処理として、ステップＳ２９においては、データ数ｃｔ＿ｉｎｔが（ｍ－１）以上かつ（ｍ＋１）以下であるか否かを判定する。
　この判定結果が「ＮＯ」の場合には、連続判定フラグｆ＿ｊｄｇのフラグ値に「０」を設定して、リターンに進む。
　一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、スイッチング周期Ｔの半分の周期に亘ってリアクトル電流ＩＬが単調増加したと判断して、ステップＳ３１に進み、このステップＳ３１においては、連続判定フラグｆ＿ｊｄｇのフラグ値に「１」を設定して、リターンに進む。

　以下に、上述したステップＳ０６での上アームＯＮ許可判定処理について説明する。
　先ず、例えば図９に示すステップＳ４１においては、連続判定フラグｆ＿ｊｄｇのフラグ値に「１」が設定されているか否かを判定する。
　この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ４２に進み、このステップＳ４２においては、連続判定数ｃｔ＿ｊｄｇにゼロを設定する。
　この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ４３に進み、このステップＳ４３においては、連続判定数ｃｔ＿ｊｄｇのインクリメントを行なう。

　ステップＳ４４においては、連続判定数ｃｔ＿ｊｄｇが所定の判定閾値ＣＴ＿ＪＤＧ＿ＴＨに到達したか否かを判定する。
　この判定結果が「ＮＯ」の場合には、リターンに進む。
　一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ４５に進み、このステップＳ４５においては、ゲート出力許可フラグｆ＿ｐｒｍのフラグ値に「１」を設定し、リターンに進む。

　以下に、上述したステップＳ０７でのゲート出力処理について説明する。
　先ず、例えば図１０に示すステップＳ５１においては、スイッチングデューティー（ＤＵＴＹ）から第２スイッチング素子３２のオン時間Ｔ２ｏｎ（下アームＯＮ時間）を算出する。
　次に、ステップＳ５２においては、ゲート出力許可フラグｆ＿ｐｒｍのフラグ値に「１」が設定されているか否かを判定する。
　この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ５３に進み、このステップＳ５３においては、スイッチングデューティー（ＤＵＴＹ）を所定値だけ低減することで、下アームＯＮ時間を所定時間だけ増大させ、リターンに進む。
　一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ５４に進み、このステップＳ５４においては、第１スイッチング素子３１のオン（上アームＯＮ）を許可し、リターンに進む。

　上述したように、本発明に係る実施形態による電源装置１０の起動方法によれば、交互スイッチングモードを実行するより前において、片側スイッチングモードを実行することにより、第１スイッチング素子３１がオフかつ第２スイッチング素子３２がオンとされてリアクトル３４が直流励磁される。これにより、交互スイッチングモードで第１スイッチング素子３１がオンかつ第２スイッチング素子３２がオフとされたとしても、燃料電池スタック１１またはバッテリ１２から過大な電流が流れてしまうことを防止することができる。そして、過大な電流によって各スイッチング素子３１，３２などに損傷が生じることを防止することができる。
　例えば図１に示すようにモータ２２の駆動時での通常時において電源装置１０の各箇所を流れる各電流ＩＬ，Ｉｃ１，Ｉｃ２，Ｉｍｏｔ，Ｉｆｃ，Ｉｂに対して、例えば第２スイッチング素子３２およびリアクトル３４を逆流するような過大な電流によって第１スイッチング素子３１に損傷が生じることを防止することができる。
　しかも、電源装置１０の起動時に、燃料電池スタック１１の端子間電圧ＶＦＣ（Ｖ１）およびバッテリ１２の端子間電圧ＶＢ（Ｖ２）を検出する各電圧センサを必要とせず、装置構成を簡略化することができる。

　さらに、片側スイッチングモードのスイッチング周期Ｔ内で連続してリアクトル電流ＩＬが流れ続ける場合、つまりスイッチング周期Ｔ内でリアクトル電流ＩＬがゼロとなる期間が存在しない場合には、第１スイッチング素子３１がオンかつ第２スイッチング素子３２がオフとされても、電池回路１８の出力電圧とＤＣ－ＤＣコンバータ１３の２次側の電圧とが平衡する。これにより、回路系において意図しない過大な電流が流れてしまうことを防止することができ、片側スイッチングモードから交互スイッチングモードへの切り替え移行を安定的に行なうことができる。

　さらに、片側スイッチングモードの実行時に、三角波状のリアクトル電流ＩＬの終端がスイッチング周期Ｔの末端に一致した場合には、スイッチング周期Ｔ内で連続してリアクトル電流ＩＬが流れ続けると判断することができ、回路系において意図しない過大な電流が流れてしまうことを防止することができ、片側スイッチングモードから交互スイッチングモードへの切り替え移行を安定的に行なうことができる。

　さらに、第１スイッチング素子３１がオフに維持された状態で、スイッチング周期Ｔの半分の期間（Ｔ／２）毎に第２スイッチング素子３２がオンとオフとに切り替えられることで、リアクトル電流ＩＬが二等辺三角波状となる場合には、リアクトル電流ＩＬの検出をスイッチング周期Ｔの半分の期間（Ｔ／２）に亘って行なうだけで、この検出結果に基づきスイッチング周期Ｔ内で連続してリアクトル電流ＩＬが流れるか否かを判定することができる。これにより、片側スイッチングモードから交互スイッチングモードへの切り替え移行の可否を迅速に判定することができる。

　しかも、燃料電池スタック１１とバッテリ１２とが直列に接続されてなる電池回路１８に対して単一のＤＣ－ＤＣコンバータ１３を備えるだけで複数の動作モードを切り換えることができ、例えば燃料電池スタック１１とバッテリ１２毎に個別にＤＣ－ＤＣコンバータを備える場合に比べて、構成に要する費用を削減すると共にサイズを小型化することができる。

　なお、上述した実施の形態においては、バッテリ１２は第１ラインＬ１と第２ラインＬ２とに接続され、燃料電池スタック１１は第２ラインＬ２と第３ラインＬ３とに接続されるとしたが、これに限定されない。燃料電池スタック１１は第１ラインＬ１と第２ラインＬ２とに接続され、バッテリ１２は第２ラインＬ２と第３ラインＬ３とに接続されてもよい。

　なお、上述した実施の形態においては、統合ＥＣＵ１７は、燃料電池スタック１１とバッテリ１２との実電力配分が目標電力配分に一致するようにして、例えば燃料電池スタック１１の電流（出力電流Ｉｆｃ）の検出値が目標電流に一致するようにしてフィードバック制御をおこなうことによって、ＤＣ－ＤＣコンバータ１３のスイッチングデューティーを制御するとしたが、これに限定されない。例えば燃料電池スタック１１の電流（出力電流Ｉｆｃ）の代わりに、バッテリ１２の電流（Ｉｂ）が目標値に一致するようにしてフィードバック制御をおこなってもよい。また、電流の代わりに、燃料電池スタック１１の電圧（ＶＦＣ）またはバッテリ１２の電圧（ＶＢ）の検出値が目標値に一致するようにしてフィードバック制御をおこなってもよいし、燃料電池スタック１１とバッテリ１２との出力比が目標値に一致するようにしてスイッチングデューティーをフィードバック制御してもよい。　
　また、例えばモータ２２の回生時においては、燃料電池スタック１１の電流（出力電流Ｉｆｃ）の代わりに、燃料電池スタック１１の出力が目標値に一致するようにしてフィードバック制御をおこなってもよい。

　なお、上述した実施の形態においては、ＤＣ－ＤＣコンバータ１３のスイッチング回路３３を、直列に接続された第１および第２スイッチング素子３１，３２により構成したが、これに限定されない。３相のブリッジ回路（つまり、各相毎に対をなして直列に接続される複数のハイ側およびロー側スイッチング素子がブリッジ接続された回路）により構成してもよい。この場合には、単一のリアクトル３４に限定されず、例えば３相の各相毎にリアクトルを備えてもよい。

１０　電源装置、１１　燃料電池スタック（燃料電池、第１電源）、１２　バッテリ（蓄電装置、第２電源）、１３　ＤＣ－ＤＣコンバータ、１６　コンバータＥＣＵ、１７　統合ＥＣＵ、１８　電池回路、２１　ＰＤＵ、３１　第１スイッチング素子、３２　第２スイッチング素子、３３　スイッチング回路、３４　リアクトル

Claims

電源装置の起動方法であって、
前記電源装置は、
　電位が順次低下傾向に異なる第１ラインおよび第２ラインおよび第３ラインと、
　第１電源と第２電源とが直列に接続されてなる電池回路と、
　各還流ダイオードを具備する第１スイッチング素子および第２スイッチング素子が直列に接続されたスイッチング回路と、リアクトルとからなるＤＣ－ＤＣコンバータとを備え、
　前記電池回路の両端は前記第１ラインと前記第３ラインとに接続され、
　前記電池回路の前記第１電源と前記第２電源との接続点は前記第２ラインに接続され、
　前記スイッチング回路の前記第１スイッチング素子側の端部は前記第１ラインに接続され、前記スイッチング回路の前記第２スイッチング素子側の端部は前記第３ラインに接続され、
　前記リアクトルの一端は前記第１および前記第２スイッチング素子の互いの接続点に接続され、他端は前記第２ラインに接続され、
　前記電源装置の起動時に、前記第１スイッチング素子のＯＮを禁止した状態で前記第２スイッチング素子のみをＯＮとＯＦＦとに交互に切り替える片側スイッチングモードを、前記第２スイッチング素子のＯＮ時間を増長傾向に変化させつつ、実行する工程と、
　前記第１スイッチング素子のＯＮと前記第２スイッチング素子のＯＮとを交互に切り替える交互スイッチングモードを実行する工程と、
を含むことを特徴とする電源装置の起動方法。
　前記第１電源は燃料電池であり、前記第２電源は蓄電装置であることを特徴とする請求項１に記載の電源装置の起動方法。
　前記片側スイッチングモードの実行時に前記第２スイッチング素子のスイッチング周期内で連続して前記リアクトルに電流が流れる場合に、前記片側スイッチングモードの実行から前記交互スイッチングモードの実行へと切り替えることを特徴とする請求項１に記載の電源装置の起動方法。
　前記片側スイッチングモードの実行時に前記第２スイッチング素子の１つのスイッチング周期において、前記リアクトルに流れる三角波状の電流の終端が前記スイッチング周期の末端に一致した場合に、前記片側スイッチングモードの実行から前記交互スイッチングモードの実行へと切り替えることを特徴とする請求項３に記載の電源装置の起動方法。
　前記片側スイッチングモードの実行時に前記第２スイッチング素子のスイッチング周期の半分の期間において前記リアクトルに流れる電流が単調増加している場合に、前記スイッチング周期内で連続して前記リアクトルに電流が流れるとみなすことを特徴とする請求項３に記載の電源装置の起動方法。
　電源装置と、前記電源装置を請求項１から５いずれかに記載の電源装置の起動方法によって起動するシステムと、を備える車両。