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JP7372884B2 - fuel cell system - Google Patents
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Description

本発明の実施の形態は、燃料電池システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to a fuel cell system.

近年、燃料電池を、鉄道車両等の移動体の駆動電源として活用することが研究されている。 In recent years, research has been conducted into utilizing fuel cells as a driving power source for moving objects such as railway vehicles.

しかしながら、鉄道車両の走行時には、鉄道車両は走行と停止を繰り返す。例えば、鉄道車両を加速させる場合には、走行駆動モータを駆動するために、燃料電池の発電電力が走行駆動モータに供給される。一方、鉄道車両を減速させる場合や停止させる場合には、走行駆動モータを駆動させるための電力は不要となる。鉄道車両を減速させる場合や停止させる場合に、燃料電池の運転を停止することも考えられる。しかしながら、この場合、鉄道車両の加速と停止に合わせて燃料電池の運転と停止が繰り返される。このため、燃料電池の起動停止回数が増え、燃料電池の劣化が懸念される。 However, when the railway vehicle is running, the railway vehicle repeatedly runs and stops. For example, when accelerating a railway vehicle, power generated by the fuel cell is supplied to the travel drive motor in order to drive the travel drive motor. On the other hand, when decelerating or stopping a railway vehicle, no electric power is required to drive the travel drive motor. It is also conceivable to stop the operation of the fuel cell when decelerating or stopping the railway vehicle. However, in this case, the fuel cell is repeatedly operated and stopped as the railway vehicle accelerates and stops. For this reason, the number of times the fuel cell starts and stops increases, and there is a concern that the fuel cell may deteriorate.

特開2004-248433号公報Japanese Patent Application Publication No. 2004-248433

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、鉄道車両の走行駆動モータを駆動するための燃料電池の起動停止回数を減らすことができる燃料電池システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made with these points in mind, and an object of the present invention is to provide a fuel cell system that can reduce the number of times a fuel cell is started and stopped for driving a running drive motor of a railway vehicle. do.

実施の形態による燃料電池システムは、鉄道車両に搭載される。この燃料電池システムは、走行駆動モータと、走行駆動モータを駆動するための電力を発電可能な燃料電池と、燃料電池を作動させるための燃料電池補機と、充放電可能な二次電池と、ループ回路と、ループ回路に設けられた、第1電路制御部、第2電路制御部および第3電路制御部と、鉄道走行パターンに基づいて、第1電路制御部、第2電路制御部および第3電路制御部を制御する制御回路と、を備えている。ループ回路は、走行駆動モータと燃料電池とを接続する第1電路と、燃料電池と燃料電池補機とを接続する第2電路と、燃料電池補機と二次電池とを接続する第3電路と、二次電池と走行駆動モータとを接続する第4電路と、を含んでいる。第1電路制御部は、第1電路における電力供給を許可または遮断する。第2電路制御部は、第2電路における電力供給を許可または遮断する。第3電路制御部は、第3電路における電力供給を許可または遮断する。制御回路は、鉄道走行パターンの減速走行時、第1電路における電力供給および第3電路における電力供給を遮断し、第2電路における電力供給を許可するように、第1電路制御部、第2電路制御部および第3電路制御部を制御する。 The fuel cell system according to the embodiment is mounted on a railway vehicle. This fuel cell system includes a travel drive motor, a fuel cell capable of generating electric power for driving the travel drive motor, a fuel cell auxiliary device for operating the fuel cell, and a rechargeable/dischargeable secondary battery. A loop circuit, a first electric path control section, a second electric path control section, and a third electric path control section provided in the loop circuit; A control circuit that controls the three-current circuit control section. The loop circuit includes a first electrical circuit that connects the travel drive motor and the fuel cell, a second electrical circuit that connects the fuel cell and the fuel cell auxiliary equipment, and a third electrical circuit that connects the fuel cell auxiliary equipment and the secondary battery. and a fourth electrical path connecting the secondary battery and the travel drive motor. The first electric path control section allows or cuts off power supply in the first electric path. The second electric line control section allows or cuts off power supply in the second electric line. The third electric line control section allows or cuts off power supply in the third electric line. The control circuit is configured to control the first electric line control section and the second electric line so as to cut off the power supply to the first electric line and the electric power supply to the third electric line and permit the electric power supply to the second electric line during deceleration traveling in the railway running pattern. Controls the control section and the third electric path control section.

本発明によれば、鉄道車両の走行駆動モータを駆動するための燃料電池の起動停止回数を減らすことができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the number of times a fuel cell is started and stopped for driving a running drive motor of a railway vehicle.

図1は、本発明の実施の形態による燃料電池システムを示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a fuel cell system according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1に示す燃料電池システムの運転方法を説明するためのグラフである。FIG. 2 is a graph for explaining the operating method of the fuel cell system shown in FIG. 図3は、図1に示す燃料電池システムにおいて、鉄道車両停止時に燃料電池を停止している場合のスイッチの状態を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing the states of the switches in the fuel cell system shown in FIG. 1 when the fuel cell is stopped when the railway vehicle is stopped. 図4は、図1に示す燃料電池システムにおいて、鉄道車両停止時に燃料電池を起動する場合のスイッチの状態を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing the states of the switches in the fuel cell system shown in FIG. 1 when starting the fuel cell when the railway vehicle is stopped. 図5は、図1に示す燃料電池システムにおいて、鉄道車両停止時に燃料電池を運転する場合のスイッチの状態を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the states of the switches when operating the fuel cell when the railway vehicle is stopped in the fuel cell system shown in FIG. 図6は、図1に示す燃料電池システムにおいて、鉄道車両加速走行時のスイッチの状態を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing the states of the switches when the railway vehicle accelerates in the fuel cell system shown in FIG. 1. 図7は、図1に示す燃料電池システムにおいて、鉄道車両定速走行時のスイッチの状態を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing the states of the switches in the fuel cell system shown in FIG. 1 when the railway vehicle is running at a constant speed. 図8は、図1に示す燃料電池システムにおいて、鉄道車両減速走行時のスイッチの状態を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing the states of the switches when the railway vehicle is decelerating in the fuel cell system shown in FIG. 1. 図9は、図1に示す燃料電池システムにおいて、鉄道車両停止時に燃料電池を運転する場合のスイッチの状態を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing the states of the switches in the fuel cell system shown in FIG. 1 when the fuel cell is operated when the railway vehicle is stopped. 図10は、図1に示す燃料電池システムにおいて、鉄道車両停止時に燃料電池を停止する場合のスイッチの状態を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing the states of the switches in the fuel cell system shown in FIG. 1 when the fuel cell is stopped when the railway vehicle is stopped. 図11は、図1に示す燃料電池システムの変形例を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a modification of the fuel cell system shown in FIG. 1.

以下、図面を参照して、本実施の形態による燃料電池システムについて説明する。 Hereinafter, a fuel cell system according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.

まず、図1を用いて、本実施の形態による燃料電池システム1について説明する。本実施の形態による燃料電池システム1は、鉄道車両2に搭載され、燃料電池の発電電力は、鉄道車両2の駆動電力として用いられる。 First, a fuel cell system 1 according to the present embodiment will be described using FIG. 1. The fuel cell system 1 according to this embodiment is mounted on a railway vehicle 2, and the power generated by the fuel cell is used as driving power for the railway vehicle 2.

図1に示すように、本実施の形態による燃料電池システム1は、走行駆動モータ10と、第1電力変換回路15と、燃料電池20と、第2電力変換回路25と、燃料電池補機30と、第3電力変換回路35と、二次電池40と、第4電力変換回路45と、充電量検出部50と、ループ回路60と、第1電路スイッチ71と、第2電路スイッチ72と、第3電路スイッチ73と、制御回路80と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the fuel cell system 1 according to the present embodiment includes a travel drive motor 10, a first power conversion circuit 15, a fuel cell 20, a second power conversion circuit 25, and a fuel cell auxiliary machine 30. , a third power conversion circuit 35 , a secondary battery 40 , a fourth power conversion circuit 45 , a charge amount detection section 50 , a loop circuit 60 , a first electric path switch 71 , a second electric path switch 72 , It includes a third electric path switch 73 and a control circuit 80.

走行駆動モータ10は、鉄道車両2を走行させるための駆動源である。走行駆動モータ10には、駆動電力が供給されて、鉄道車両2の駆動輪(図示せず)を駆動する。走行駆動モータ10は、交流モータであってもよい。 The traveling drive motor 10 is a drive source for causing the railway vehicle 2 to travel. Drive power is supplied to the travel drive motor 10 to drive drive wheels (not shown) of the railway vehicle 2. Travel drive motor 10 may be an AC motor.

第1電力変換回路15は、ループ回路60と走行駆動モータ10との間で供給される電力を変換するための回路である。力行モード時には、第1電力変換回路15は、ループ回路60から供給される直流電力を変換して交流電力を走行駆動モータ10に供給する。この場合、第1電力変換回路15は、インバータとして機能する。なお、走行駆動モータ10が直流モータである場合には、第1電力変換回路15は、DC/DCコンバータとして機能する。この場合、ループ回路60から供給される直流電力の電圧を変換して走行駆動モータ10に供給することができる。一方、回生モード時には、第1電力変換回路15は、走行駆動モータ10から供給される回生電力を直流電力に変換してループ回路60に供給する。この場合、第1電力変換回路15は、DC/DCコンバータとして機能する。 The first power conversion circuit 15 is a circuit for converting electric power supplied between the loop circuit 60 and the travel drive motor 10. In the power running mode, the first power conversion circuit 15 converts the DC power supplied from the loop circuit 60 and supplies AC power to the travel drive motor 10 . In this case, the first power conversion circuit 15 functions as an inverter. Note that when the travel drive motor 10 is a DC motor, the first power conversion circuit 15 functions as a DC/DC converter. In this case, the voltage of the DC power supplied from the loop circuit 60 can be converted and supplied to the travel drive motor 10. On the other hand, in the regeneration mode, the first power conversion circuit 15 converts the regenerative power supplied from the travel drive motor 10 into DC power and supplies it to the loop circuit 60. In this case, the first power conversion circuit 15 functions as a DC/DC converter.

燃料電池20は、発電可能になっている。すなわち、燃料電池20は、燃料ガスと、酸化剤ガスとを用いて発電を行う発電装置である。燃料ガスとしては、水素ガス、水素ガスを含む混合ガス等が挙げられる。酸化剤ガスとしては空気等が挙げられる。図示しないが、燃料電池20は、セルスタックと、マニホールドと、収納容器と、を含んでいてもよい。セルスタックは、積層された複数の燃料電池セルを含んでいる。各燃料電池セルにおいて、燃料ガスと酸化剤ガスとが電気化学反応して、発電が行われる。マニホールドは、燃料ガスや酸化剤ガスを各燃料電池セルに導入するとともに各燃料電池セルから排出させるための部材である。収容容器には、セルスタックがマニホールドとともに収容されている。燃料電池20の発電電力は、走行駆動モータ10を駆動するための駆動電力として用いられたり、燃料電池補機30を駆動するための駆動電力として用いられたりする。また、燃料電池20の発電電力は、二次電池の充電電力として用いられてもよい。なお、燃料電池は、固体高分子形燃料電池であってもよいが、これに限られることはなく、リン酸型燃料電池など他の形式の燃料電池であってもよい。 The fuel cell 20 is capable of generating electricity. That is, the fuel cell 20 is a power generation device that generates power using fuel gas and oxidant gas. Examples of the fuel gas include hydrogen gas and a mixed gas containing hydrogen gas. Examples of the oxidant gas include air. Although not shown, the fuel cell 20 may include a cell stack, a manifold, and a storage container. The cell stack includes a plurality of stacked fuel cells. In each fuel cell, fuel gas and oxidant gas undergo an electrochemical reaction to generate electricity. The manifold is a member for introducing fuel gas and oxidizing gas into each fuel cell and discharging it from each fuel cell. The cell stack and the manifold are housed in the container. The power generated by the fuel cell 20 is used as driving power for driving the travel drive motor 10 or as driving power for driving the fuel cell auxiliary machine 30. Further, the power generated by the fuel cell 20 may be used as charging power for a secondary battery. Note that the fuel cell may be a polymer electrolyte fuel cell, but is not limited to this, and may be other types of fuel cells such as a phosphoric acid fuel cell.

第2電力変換回路25は、燃料電池20の発電電力の電圧を変換可能な回路である。第2電力変換回路25は、燃料電池20から供給される発電電力の電圧を変換して直流電力をループ回路60に供給する。また、第2電力変換回路25は、燃料電池20の発電電力の電圧が所定値に達したことを確認した後に、直流電力を出力する。このような第2電力変換回路25は、DC/DCコンバータであってもよい。 The second power conversion circuit 25 is a circuit that can convert the voltage of the power generated by the fuel cell 20. The second power conversion circuit 25 converts the voltage of the generated power supplied from the fuel cell 20 and supplies DC power to the loop circuit 60 . Further, the second power conversion circuit 25 outputs DC power after confirming that the voltage of the power generated by the fuel cell 20 has reached a predetermined value. Such a second power conversion circuit 25 may be a DC/DC converter.

燃料電池補機30は、燃料電池20を作動させるための機器である。例えば、燃料電池20に燃料ガスを供給するブロワ、燃料電池20に酸化剤ガスを供給するブロワ、および燃料電池20に冷却水を供給するポンプなどが、燃料電池補機30に該当する。燃料電池補機30には、燃料電池20の発電電力または二次電池40の放電電力が供給されて、燃料電池補機30の駆動電力として用いられる。 The fuel cell auxiliary machine 30 is a device for operating the fuel cell 20. For example, a blower that supplies fuel gas to the fuel cell 20, a blower that supplies oxidant gas to the fuel cell 20, a pump that supplies cooling water to the fuel cell 20, and the like correspond to the fuel cell auxiliary equipment 30. The fuel cell auxiliary machine 30 is supplied with the power generated by the fuel cell 20 or the discharged power of the secondary battery 40, and is used as driving power for the fuel cell auxiliary machine 30.

第3電力変換回路35は、燃料電池補機30に供給する電力の電圧を変換可能な回路である。第3電力変換回路35は、ループ回路60から供給される直流電力の電圧を、燃料電池補機30の駆動に適した電圧に変換して、燃料電池補機30に供給する。この場合、第3電力変換回路35は、DC/DCコンバータとして機能する。また、燃料電池補機30が交流電力で駆動される場合には、第3電力変換回路35は、AC/DCコンバータとして機能する。この場合、ループ回路60から供給される直流電力を交流電力に変換して燃料電池補機30に供給する。なお、ループ回路60の直流電力で燃料電池補機30を駆動できる場合には、第3電力変換回路35は省略されていてもよい。 The third power conversion circuit 35 is a circuit that can convert the voltage of the power supplied to the fuel cell auxiliary machine 30. The third power conversion circuit 35 converts the voltage of the DC power supplied from the loop circuit 60 into a voltage suitable for driving the fuel cell auxiliary machine 30, and supplies the voltage to the fuel cell auxiliary machine 30. In this case, the third power conversion circuit 35 functions as a DC/DC converter. Further, when the fuel cell auxiliary machine 30 is driven by AC power, the third power conversion circuit 35 functions as an AC/DC converter. In this case, the DC power supplied from the loop circuit 60 is converted into AC power and supplied to the fuel cell auxiliary machine 30. Note that if the fuel cell auxiliary device 30 can be driven by the DC power of the loop circuit 60, the third power conversion circuit 35 may be omitted.

二次電池40は、走行駆動モータ10に対して充放電可能になっている。二次電池40は、走行駆動モータ10に、駆動電力として放電電力を供給可能であるとともに、走行駆動モータ10の回生電力を充電可能になっている。また、二次電池40は、燃料電池20の発電電力を充電可能になっている。さらに、二次電池40は、燃料電池補機30の駆動電力として、放電電力を燃料電池補機30に供給可能になっている。二次電池40は、充放電可能な電池であれば任意の電池を用いることができ、例えば、リチウムイオン電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、鉛電池などを用いてもよい。 The secondary battery 40 can be charged and discharged with respect to the travel drive motor 10. The secondary battery 40 is capable of supplying discharged power as drive power to the travel drive motor 10 and is also capable of charging regenerated power of the travel drive motor 10 . Further, the secondary battery 40 can be charged with the power generated by the fuel cell 20. Furthermore, the secondary battery 40 is capable of supplying discharged power to the fuel cell auxiliary machine 30 as driving power for the fuel cell auxiliary machine 30 . As the secondary battery 40, any battery can be used as long as it can be charged and discharged, and for example, a lithium ion battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery, a lead battery, etc. may be used.

第4電力変換回路45は、二次電池40の充放電の制御を行うための回路である。より具体的には、充電モード時には、第4電力変換回路45は、ループ回路60から供給される直流電力の電圧を変換して二次電池40に供給する。放電モード時には、第4電力変換回路45は、二次電池40から供給される放電電力の電圧を変換してループ回路60に供給する。第4電力変換回路45は、DC/DCコンバータであってもよい。 The fourth power conversion circuit 45 is a circuit for controlling charging and discharging of the secondary battery 40. More specifically, in the charging mode, the fourth power conversion circuit 45 converts the voltage of the DC power supplied from the loop circuit 60 and supplies it to the secondary battery 40 . In the discharge mode, the fourth power conversion circuit 45 converts the voltage of the discharge power supplied from the secondary battery 40 and supplies it to the loop circuit 60. The fourth power conversion circuit 45 may be a DC/DC converter.

充電量検出部50は、二次電池40の充電量を検出する。検出された充電量は、制御回路80に送信される。充電量検出部50は、二次電池40に組み込まれていてもよく、別体で構成されていてもよい。 The charge amount detection unit 50 detects the charge amount of the secondary battery 40. The detected amount of charge is transmitted to the control circuit 80. The charge amount detection unit 50 may be incorporated into the secondary battery 40 or may be configured separately.

ループ回路60は、走行駆動モータ10、燃料電池20、燃料電池補機30および二次電池40を接続している。ループ回路60は、第1接続点P1と、第2接続点P2と、第3接続点P3と、第4接続点P4と、を含んでいる。 The loop circuit 60 connects the travel drive motor 10, the fuel cell 20, the fuel cell auxiliary machine 30, and the secondary battery 40. The loop circuit 60 includes a first connection point P1, a second connection point P2, a third connection point P3, and a fourth connection point P4.

第1接続点P1は、走行駆動モータ10とループ回路60とが接続する点である。第1接続点P1には、第1電力変換回路15を介して走行駆動モータ10が接続されている。 The first connection point P1 is a point where the travel drive motor 10 and the loop circuit 60 are connected. A travel drive motor 10 is connected to the first connection point P1 via a first power conversion circuit 15.

第2接続点P2は、燃料電池20とループ回路60とが接続する点である。第2接続点P2には、第2電力変換回路25を介して燃料電池20が接続されている。 The second connection point P2 is a point where the fuel cell 20 and the loop circuit 60 are connected. A fuel cell 20 is connected to the second connection point P2 via a second power conversion circuit 25.

第3接続点P3は、燃料電池補機30とループ回路60とが接続する点である。第3接続点P3には、第3電力変換回路35を介して燃料電池補機30が接続されている。 The third connection point P3 is a point where the fuel cell auxiliary machine 30 and the loop circuit 60 are connected. A fuel cell auxiliary machine 30 is connected to the third connection point P3 via a third power conversion circuit 35.

第4接続点P4は、二次電池40とループ回路60とが接続する点である。第4接続点P4には、第4電力変換回路45を介して二次電池40が接続されている。 The fourth connection point P4 is a point where the secondary battery 40 and the loop circuit 60 are connected. A secondary battery 40 is connected to the fourth connection point P4 via a fourth power conversion circuit 45.

また、ループ回路60は、第1電路61と、第2電路62と、第3電路63と、第4電路64と、を含んでいる。 Further, the loop circuit 60 includes a first electric path 61, a second electric path 62, a third electric path 63, and a fourth electric path 64.

第1電路61は、走行駆動モータ10と燃料電池20を接続する電路である。より具体的には、第1電路61は、第1接続点P1と第2接続点P2との間に位置しており、第1接続点P1と第2接続点P2とを接続している。 The first electric line 61 is an electric line that connects the travel drive motor 10 and the fuel cell 20. More specifically, the first electric path 61 is located between the first connection point P1 and the second connection point P2, and connects the first connection point P1 and the second connection point P2.

第2電路62は、燃料電池20と燃料電池補機30を接続する電路である。より具体的には、第2電路62は、第2接続点P2と第3接続点P3との間に位置しており、第2接続点P2と第3接続点P3とを接続している。 The second electric line 62 is an electric line that connects the fuel cell 20 and the fuel cell auxiliary machine 30. More specifically, the second electric path 62 is located between the second connection point P2 and the third connection point P3, and connects the second connection point P2 and the third connection point P3.

第3電路63は、燃料電池補機30と二次電池40を接続する電路である。より具体的には、第3電路63は、第3接続点P3と第4接続点P4との間に位置しており、第3接続点P3と第4接続点P4とを接続している。 The third electric line 63 is an electric line that connects the fuel cell auxiliary machine 30 and the secondary battery 40. More specifically, the third electric path 63 is located between the third connection point P3 and the fourth connection point P4, and connects the third connection point P3 and the fourth connection point P4.

第4電路64は、二次電池40と走行駆動モータ10を接続する電路である。より具体的には、第4電路64は、第4接続点P4と第1接続点P1との間に位置しており、第4接続点P4と第1接続点P1とを接続している。 The fourth electric line 64 is an electric line that connects the secondary battery 40 and the travel drive motor 10. More specifically, the fourth electric path 64 is located between the fourth connection point P4 and the first connection point P1, and connects the fourth connection point P4 and the first connection point P1.

第1電路61、第2電路62、第3電路63および第4電路64は、この順番で接続されている。第4電路64が第1電路61に接続されることにより、4つの電路61~64によって、ループ回路60が構成されている。 The first electric path 61, the second electric path 62, the third electric path 63, and the fourth electric path 64 are connected in this order. By connecting the fourth electric path 64 to the first electric path 61, a loop circuit 60 is configured by the four electric paths 61 to 64.

第1電路スイッチ71は、ループ回路60の第1電路61に設けられている。第1電路スイッチ71は、第1電路制御部の一例である。第1電路スイッチ71は、第1電路61における電力供給を許可または遮断するように構成されている。 The first electric path switch 71 is provided in the first electric path 61 of the loop circuit 60 . The first electric path switch 71 is an example of a first electric path control section. The first electric path switch 71 is configured to permit or cut off power supply in the first electric path 61.

第2電路スイッチ72は、ループ回路60の第2電路62に設けられている。第2電路スイッチ72は、第2電路制御部の一例である。第2電路スイッチ72は、第2電路62における電力供給を許可または遮断するように構成されている。 The second electric path switch 72 is provided in the second electric path 62 of the loop circuit 60. The second electric path switch 72 is an example of a second electric path control section. The second electric path switch 72 is configured to permit or cut off power supply in the second electric path 62.

第3電路スイッチ73は、ループ回路60の第3電路63に設けられている。第3電路スイッチ73は、第3電路制御部の一例である。第3電路63は、第3電路63における電力供給を許可または遮断するように構成されている。 The third electric path switch 73 is provided in the third electric path 63 of the loop circuit 60. The third electric path switch 73 is an example of a third electric path control section. The third electric path 63 is configured to permit or block power supply in the third electric path 63.

制御回路80は、鉄道走行パターンに基づいて、各機器を制御する。制御回路80は、鉄道走行パターンを記憶した記憶部(図示せず)を含んでいる。鉄道車両2を運行する場合には、制御回路80は、記憶部に記憶された鉄道走行パターンを読み出して、各機器を制御する。 The control circuit 80 controls each device based on the railway running pattern. The control circuit 80 includes a storage section (not shown) that stores railway travel patterns. When operating the railway vehicle 2, the control circuit 80 reads out the railway running pattern stored in the storage section and controls each device.

制御回路80は、鉄道走行パターンに基づいて、燃料電池補機30を制御する。より具体的には、鉄道走行パターンのうち燃料電池20を起動する場合および駆動する場合、燃料電池20を構成するセルスタックに、燃料ガスの供給と酸化剤ガスの供給と冷却水の供給とを行うように、燃料電池補機30を制御する。 The control circuit 80 controls the fuel cell auxiliary equipment 30 based on the railway running pattern. More specifically, when starting and driving the fuel cell 20 in the railway running pattern, the cell stack constituting the fuel cell 20 is supplied with fuel gas, oxidizing gas, and cooling water. The fuel cell auxiliary equipment 30 is controlled so as to perform the following steps.

また、制御回路80は、鉄道走行パターンに基づいて、第1電力変換回路15、第2電力変換回路25および第4電力変換回路45を制御する。 Further, the control circuit 80 controls the first power conversion circuit 15, the second power conversion circuit 25, and the fourth power conversion circuit 45 based on the railway running pattern.

より具体的には、制御回路80は、鉄道走行パターンに基づいて、第1電力変換回路15の力行モードと回生モードとを切り替える。制御回路80は、力行モード時には、ループ回路60の直流電力を交流電力に変換するように、第1電力変換回路15を制御する。一方、回生モード時には、走行駆動モータ10の回生電力を交流電力から直流電力に変換するように、第1電力変換回路15を制御する。制御回路80は、第1電力変換回路15の走行駆動モータ10の側の電圧が低い場合に力行モードを選択し、当該電圧が高い場合に回生モードを選択するようにしてもよい。 More specifically, the control circuit 80 switches the first power conversion circuit 15 between the power running mode and the regeneration mode based on the railway running pattern. In the power running mode, the control circuit 80 controls the first power conversion circuit 15 to convert the DC power of the loop circuit 60 into AC power. On the other hand, in the regeneration mode, the first power conversion circuit 15 is controlled to convert the regenerative power of the travel drive motor 10 from AC power to DC power. The control circuit 80 may select the power running mode when the voltage on the travel drive motor 10 side of the first power conversion circuit 15 is low, and select the regeneration mode when the voltage is high.

制御回路80は、鉄道走行パターンに基づいて第2電力変換回路25を制御することにより、燃料電池20からループ回路60への発電電力の供給を制御する。より具体的には、制御回路80は、燃料電池20の発電電力の電圧を変換した直流電力をループ回路60に供給するように、第2電力変換回路25を制御する。そして、制御回路80は、第2電力変換回路25からループ回路60への電力の出力を制御する。このことにより、燃料電池20からループ回路60に供給される電力の電力量(例えば、電流)が調整される。 The control circuit 80 controls the supply of generated power from the fuel cell 20 to the loop circuit 60 by controlling the second power conversion circuit 25 based on the railway running pattern. More specifically, the control circuit 80 controls the second power conversion circuit 25 to supply the loop circuit 60 with DC power obtained by converting the voltage of the power generated by the fuel cell 20 . The control circuit 80 then controls the output of power from the second power conversion circuit 25 to the loop circuit 60. As a result, the amount of power (for example, current) supplied from the fuel cell 20 to the loop circuit 60 is adjusted.

制御回路80は、鉄道走行パターンに基づいて、第4電力変換回路45の充電モードと放電モードとを切り替える。より具体的には、制御回路80は、充電モード時には、ループ回路60の直流電力の電圧を変換するように、第4電力変換回路45を制御する。一方、放電モード時には、二次電池40の放電電力の電圧を変換してループ回路60に供給するように、第4電力変換回路45を制御する。 The control circuit 80 switches the fourth power conversion circuit 45 between the charging mode and the discharging mode based on the railway running pattern. More specifically, the control circuit 80 controls the fourth power conversion circuit 45 to convert the voltage of the DC power of the loop circuit 60 in the charging mode. On the other hand, in the discharge mode, the fourth power conversion circuit 45 is controlled to convert the voltage of the discharge power of the secondary battery 40 and supply it to the loop circuit 60.

制御回路80は、鉄道走行パターンに基づいて、第1電路スイッチ71、第2電路スイッチ72および第3電路スイッチ73を制御する。制御回路80は、鉄道走行パターンの段階に応じて、第1電路スイッチ71の開閉、第2電路スイッチ72の開閉および第3電路スイッチ73の開閉を制御する。 The control circuit 80 controls the first electric path switch 71, the second electric path switch 72, and the third electric path switch 73 based on the railway running pattern. The control circuit 80 controls opening and closing of the first electric path switch 71, the opening and closing of the second electric path switch 72, and the opening and closing of the third electric path switch 73 according to the stage of the railway running pattern.

より具体的には、制御回路80は、鉄道走行パターンの車両停止時、第1電路61における電力供給および第3電路63における電力供給を遮断し、第2電路62における電力供給を許可するように、各電路スイッチ71~73を制御する(図3参照)。本実施の形態では、制御回路80は、第1電路スイッチ71および第3電路スイッチ73を開き、第2電路スイッチ72は閉じる。 More specifically, the control circuit 80 cuts off the power supply to the first electric line 61 and the electric power supply to the third electric line 63 and allows the electric power supply to the second electric line 62 when the vehicle is stopped in the railway running pattern. , and control each of the electric circuit switches 71 to 73 (see FIG. 3). In this embodiment, the control circuit 80 opens the first electric path switch 71 and the third electric path switch 73, and closes the second electric path switch 72.

また、制御回路80は、鉄道走行パターンの車両停止時に燃料電池20を起動する場合、第1電路61における電力供給および第2電路62における電力供給を遮断し、第3電路63における電力供給を許可するように、各電路スイッチ71~73を制御する(図4参照)。本実施の形態では、制御回路80は、第1電路スイッチ71および第2電路スイッチ72を開き、第3電路スイッチ73を閉じる。 Further, when starting the fuel cell 20 when the vehicle is stopped in the railway running pattern, the control circuit 80 cuts off the power supply in the first electric line 61 and the electric power supply in the second electric line 62, and allows the electric power supply in the third electric line 63. Each of the electric circuit switches 71 to 73 is controlled so as to do so (see FIG. 4). In this embodiment, the control circuit 80 opens the first electric path switch 71 and the second electric path switch 72, and closes the third electric path switch 73.

また、制御回路80は、鉄道走行パターンの車両停止時に燃料電池20の運転を開始する場合、第1電路61における電力供給および第3電路63における電力供給を許可し、第2電路62における電力供給を遮断するように、各電路スイッチ71~73を制御する(図5参照)。本実施の形態では、制御回路80は、第1電路スイッチ71および第3電路スイッチ73を閉じ、第2電路スイッチ72を開く。 Further, when starting the operation of the fuel cell 20 when the vehicle is stopped in the railway running pattern, the control circuit 80 allows the power supply in the first electric line 61 and the electric power supply in the third electric line 63, and allows the electric power supply in the second electric line 62. Each of the electric circuit switches 71 to 73 is controlled so as to cut off the circuit (see FIG. 5). In this embodiment, the control circuit 80 closes the first electric path switch 71 and the third electric path switch 73, and opens the second electric path switch 72.

また、制御回路80は、鉄道走行パターンの加速走行時および定速走行時、第1電路61における電力供給および第3電路63における電力供給を許可し、第2電路62における電力供給を遮断するように、各電路スイッチ71~73を制御する(図6、図7参照)。本実施の形態では、制御回路80は、第1電路スイッチ71および第3電路スイッチ73を閉じ、第2電路スイッチ72を開く。 The control circuit 80 also allows the power supply to the first electric line 61 and the third electric line 63 and cuts off the electric power supply to the second electric line 62 during acceleration running and constant speed running of the railway running pattern. Then, the circuit switches 71 to 73 are controlled (see FIGS. 6 and 7). In this embodiment, the control circuit 80 closes the first electric path switch 71 and the third electric path switch 73, and opens the second electric path switch 72.

また、制御回路80は、鉄道走行パターンの減速走行時、第1電路61における電力供給および第3電路63における電力供給を遮断し、第2電路62における電力供給を許可するように、各電路スイッチ71~73を制御する(図8参照)。本実施の形態では、制御回路80は、第1電路スイッチ71および第3電路スイッチ73を開き、第2電路スイッチ72を閉じる。 Further, the control circuit 80 controls each electric line switch so as to cut off the power supply to the first electric line 61 and the electric power supply to the third electric line 63 and to permit the electric power supply to the second electric line 62 during deceleration traveling in the railway traveling pattern. 71 to 73 (see FIG. 8). In this embodiment, the control circuit 80 opens the first electric path switch 71 and the third electric path switch 73, and closes the second electric path switch 72.

また、制御回路80は、鉄道走行パターンの減速走行後の停止時、第1電路61における電力供給および第2電路62における電力供給を許可し、第3電路63における電力供給を遮断するように、各電路スイッチ71~73を制御する(図9参照)。本実施の形態では、制御回路80は、第1電路スイッチ71および第2電路スイッチ72を閉じ、第3電路スイッチ73を開く。 Further, the control circuit 80 allows the power supply to the first electric line 61 and the second electric line 62 and cuts off the electric power supply to the third electric line 63 when the train is stopped after decelerating in the railway running pattern. Each electric circuit switch 71 to 73 is controlled (see FIG. 9). In this embodiment, the control circuit 80 closes the first electric path switch 71 and the second electric path switch 72, and opens the third electric path switch 73.

また、制御回路80は、鉄道走行パターンの減速走行後の停止時、充電量検出部50により検出された二次電池40の充電量に基づいて二次電池40が満充電になったと判断した場合に、第1電路61における電力供給を遮断するように、第1電路スイッチ71を制御する(図10参照)。本実施の形態では、制御回路80は、第1電路スイッチ71を開く。第2電路スイッチ72は閉状態で維持され、第3電路スイッチ73は開状態で維持される。 Further, when the control circuit 80 determines that the secondary battery 40 is fully charged based on the amount of charge of the secondary battery 40 detected by the amount of charge detection section 50 when the train is stopped after decelerating traveling in the railway traveling pattern, Then, the first electric path switch 71 is controlled to cut off the power supply to the first electric path 61 (see FIG. 10). In this embodiment, the control circuit 80 opens the first electric path switch 71. The second electric path switch 72 is maintained in a closed state, and the third electric path switch 73 is maintained in an open state.

次に、このような構成からなる本実施の形態による燃料電池システム1の運転方法について説明する。ここでは、図2に示す鉄道走行パターンに基づいた燃料電池システム1の運転方法について説明する。以下の説明では、上述した制御回路80によって制御される各機器の動作について説明する。 Next, a method of operating the fuel cell system 1 according to the present embodiment having such a configuration will be explained. Here, a method of operating the fuel cell system 1 based on the railway running pattern shown in FIG. 2 will be described. In the following explanation, the operation of each device controlled by the control circuit 80 described above will be explained.

鉄道走行パターンは、主として、鉄道車両2の停止段階、加速走行段階、定速走行段階、減速走行段階、停止段階で構成されている。図2に示す鉄道走行パターンでは、始発駅を出発してから終着駅に到着するまでに1つの駅(途中駅)に停車する例を示している。 The railway running pattern mainly includes a stop stage, an accelerated running stage, a constant speed running stage, a decelerating running stage, and a stopping stage of the railway vehicle 2. The train travel pattern shown in FIG. 2 shows an example in which the train stops at one station (en route station) after leaving the starting station and arriving at the terminal station.

(始発駅停止時)
鉄道走行パターンの始発駅停止時、始発駅出発時刻が近づくまでは燃料電池20を停止する。この場合、図3に示すように、第1電路スイッチ71および第3電路スイッチ73は開く。第2電路スイッチ72は閉じていてもよいが、開いていてもよい。二次電池40は満充電されているが、鉄道車両2も停止しているため、電流は流れない。燃料電池補機30も停止している。
(When stopped at the starting station)
When the railway travel pattern stops at the starting station, the fuel cell 20 is stopped until the departure time from the starting station approaches. In this case, as shown in FIG. 3, the first electric path switch 71 and the third electric path switch 73 are opened. The second electric path switch 72 may be closed or open. Although the secondary battery 40 is fully charged, since the railway vehicle 2 is also stopped, no current flows. The fuel cell auxiliary machine 30 is also stopped.

鉄道走行パターンにおける燃料電池20の起動開始時刻に達すると、燃料電池20が起動される。 When the activation start time of the fuel cell 20 in the railway running pattern is reached, the fuel cell 20 is activated.

この場合、図4に示すように、第1電路スイッチ71および第2電路スイッチ72を開くとともに第3電路スイッチ73を閉じる。第4電力変換回路45が放電モードに切り替えられ、二次電池40の放電電力がループ回路60に供給される。第3電路スイッチ73が閉じられていることにより、二次電池40の放電電力は、第3電路63および第3電力変換回路35を通って燃料電池補機30に供給される。そして、燃料電池補機30は駆動されて、燃料電池20に、燃料ガス、酸化剤ガスおよび冷却水が供給される。この間、図2に示すように、二次電池40の充電量が減少する。なお、燃料電池20の起動開始時刻は、始発駅出発時刻から燃料電池20の起動に要する時間を逆算して設定することができる。 In this case, as shown in FIG. 4, the first electric path switch 71 and the second electric path switch 72 are opened, and the third electric path switch 73 is closed. The fourth power conversion circuit 45 is switched to the discharge mode, and the discharge power of the secondary battery 40 is supplied to the loop circuit 60. With the third electric path switch 73 closed, the discharged power of the secondary battery 40 is supplied to the fuel cell auxiliary machine 30 through the third electric path 63 and the third power conversion circuit 35. Then, the fuel cell auxiliary machine 30 is driven, and the fuel gas, oxidant gas, and cooling water are supplied to the fuel cell 20. During this time, as shown in FIG. 2, the amount of charge of the secondary battery 40 decreases. Note that the activation start time of the fuel cell 20 can be set by back-calculating the time required for activation of the fuel cell 20 from the starting station departure time.

燃料ガスおよび酸化剤ガスが燃料電池20の燃料電池セルに到達して電気化学反応が行われると、発電が開始される。すなわち、燃料電池20の運転が開始する。燃料電池20の運転が開始して発電電力の電圧が所定値に達すると、第2電力変換回路25が、発電電力の電圧を変換した直流電力を出力する。 When the fuel gas and the oxidant gas reach the fuel cells of the fuel cell 20 and an electrochemical reaction takes place, power generation begins. That is, the operation of the fuel cell 20 starts. When the fuel cell 20 starts operating and the voltage of the generated power reaches a predetermined value, the second power conversion circuit 25 converts the voltage of the generated power and outputs DC power.

この場合、図5に示すように、第1電路スイッチ71および第3電路スイッチ73を閉じるとともに、第2電路スイッチ72を開く。このことにより、燃料電池20の発電電力が第2電力変換回路25を通ってループ回路60に供給される。一方、燃料電池20の運転開始に伴い、第4電力変換回路45が充電モードに切り替えられる。第1電路スイッチ71が閉じられていることにより、燃料電池20の発電電力は、第1電路61および第4電路64を通って二次電池40に供給され、二次電池40が充電される。また、第3電路スイッチ73が閉じられていることにより、燃料電池20の発電電力は、第1電路61、第4電路64、第3電路63および第3電力変換回路35を通って燃料電池補機30にも供給される。そして、燃料電池補機30の駆動は継続される。この間、図2に示すように、二次電池40の充電量が増大する。なお、図5において、第2電路スイッチ72を閉じるとともに第3電路スイッチ73を開くようにしてもよい。この場合においても、燃料電池補機30の駆動を継続することができる。 In this case, as shown in FIG. 5, the first electric path switch 71 and the third electric path switch 73 are closed, and the second electric path switch 72 is opened. As a result, the power generated by the fuel cell 20 is supplied to the loop circuit 60 through the second power conversion circuit 25. On the other hand, with the start of operation of the fuel cell 20, the fourth power conversion circuit 45 is switched to charging mode. With the first electric path switch 71 closed, the power generated by the fuel cell 20 is supplied to the secondary battery 40 through the first electric path 61 and the fourth electric path 64, and the secondary battery 40 is charged. Further, since the third circuit switch 73 is closed, the power generated by the fuel cell 20 passes through the first circuit 61, the fourth circuit 64, the third circuit 63, and the third power conversion circuit 35. It is also supplied to machine 30. The driving of the fuel cell auxiliary machine 30 is then continued. During this time, as shown in FIG. 2, the amount of charge of the secondary battery 40 increases. In addition, in FIG. 5, the second electric path switch 72 may be closed and the third electric path switch 73 may be opened. Even in this case, the fuel cell auxiliary machine 30 can continue to be driven.

(加速走行時)
鉄道走行パターンの加速走行開始時刻(始発駅出発時刻に相当)に達すると、鉄道車両2が走行し始めて、加速する。燃料電池20の運転は継続される。
(during acceleration)
When the acceleration traveling start time of the railway traveling pattern (corresponding to the starting station departure time) is reached, the railway vehicle 2 starts traveling and accelerates. The operation of the fuel cell 20 continues.

この場合、図6に示すように、第1電路スイッチ71および第3電路スイッチ73を閉じるとともに、第2電路スイッチ72を開く。このことにより、燃料電池20の発電電力が第2電力変換回路25を通ってループ回路60に供給される。一方、加速走行開始時刻に達したことに伴い、第1電力変換回路15が力行モードに切り替えられる。第1電路スイッチ71が閉じられていることにより、燃料電池20の発電電力は、第1電路61を通って第1電力変換回路15に供給される。第1電力変換回路15において、燃料電池20の発電電力は交流電力に変換される。交流電力は、駆動電流として走行駆動モータ10に供給されて、走行駆動モータ10が駆動される。このことにより、走行駆動モータ10は、駆動輪を駆動して、鉄道車両2が加速する。 In this case, as shown in FIG. 6, the first electric path switch 71 and the third electric path switch 73 are closed, and the second electric path switch 72 is opened. As a result, the power generated by the fuel cell 20 is supplied to the loop circuit 60 through the second power conversion circuit 25. On the other hand, upon reaching the acceleration running start time, the first power conversion circuit 15 is switched to the power running mode. Since the first electric path switch 71 is closed, the power generated by the fuel cell 20 is supplied to the first power conversion circuit 15 through the first electric path 61. In the first power conversion circuit 15, the power generated by the fuel cell 20 is converted into AC power. The AC power is supplied to the travel drive motor 10 as a drive current, and the travel drive motor 10 is driven. As a result, the travel drive motor 10 drives the drive wheels and the railway vehicle 2 accelerates.

また、加速走行開始時刻に達したことに伴い、第4電力変換回路45が放電モードに切り替えられる。このことにより、二次電池40の放電電力が、第4電路64および第1電力変換回路15を通って、駆動電力として走行駆動モータ10に供給される。このことにより、走行駆動モータ10の駆動電流を増大させて、鉄道車両2の加速を高めている。この間、図2に示すように、二次電池40の充電量が減少する。 Furthermore, upon reaching the acceleration running start time, the fourth power conversion circuit 45 is switched to the discharge mode. As a result, the discharged power of the secondary battery 40 is supplied to the travel drive motor 10 as drive power through the fourth electric path 64 and the first power conversion circuit 15. As a result, the drive current of the running drive motor 10 is increased, and the acceleration of the railway vehicle 2 is increased. During this time, as shown in FIG. 2, the amount of charge of the secondary battery 40 decreases.

また、加速走行時には、第3電路スイッチ73が閉じられていることにより、燃料電池20および二次電池40からループ回路60に供給された直流電力の一部は、第3電路63および第3電力変換回路35を通って燃料電池補機30に供給される。そして、燃料電池補機30の駆動は継続される。 Furthermore, during acceleration, the third electric path switch 73 is closed, so that part of the DC power supplied from the fuel cell 20 and the secondary battery 40 to the loop circuit 60 is transferred to the third electric path 63 and the third electric power source. The fuel is supplied to the fuel cell auxiliary equipment 30 through the conversion circuit 35. The driving of the fuel cell auxiliary machine 30 is then continued.

(定速走行時)
鉄道走行パターンの定速走行開始時刻に達すると、鉄道車両2はほぼ一定の速度で走行を継続する。燃料電池20の運転も継続される。
(When driving at constant speed)
When the constant speed running start time of the railway running pattern is reached, the railway vehicle 2 continues running at a substantially constant speed. The operation of the fuel cell 20 is also continued.

この場合、図7に示すように、第1電路スイッチ71および第3電路スイッチ73を閉じるとともに、第2電路スイッチ72を開く。すなわち、図7に示すスイッチの開閉状態は、図6に示す加速走行時におけるスイッチの開閉状態と同じである。このため、第1電路スイッチ71および第3電路スイッチ73は、閉状態に維持されるとともに、第2電路スイッチ72は、開状態に維持される。 In this case, as shown in FIG. 7, the first electric path switch 71 and the third electric path switch 73 are closed, and the second electric path switch 72 is opened. That is, the open/close states of the switch shown in FIG. 7 are the same as the open/close states of the switch during acceleration driving shown in FIG. 6. Therefore, the first electric path switch 71 and the third electric path switch 73 are maintained in a closed state, and the second electric path switch 72 is maintained in an open state.

定速走行時においても、第1電力変換回路15は、力行モードに維持される。しかしながら、走行駆動モータ10で必要な駆動電力は少ない。このことにより、定速走行開始時刻に達したことに伴い、第4電力変換回路45が充電モードに切り替えられる。このことにより、燃料電池20の発電電力の一部は、第1電路61、第4電路64および第4電力変換回路45を通って二次電池40に供給され、二次電池40が充電される。この間、図2に示すように、二次電池40の充電量が増大する。 Even when the vehicle is traveling at a constant speed, the first power conversion circuit 15 is maintained in the power running mode. However, the drive power required by the travel drive motor 10 is small. As a result, the fourth power conversion circuit 45 is switched to the charging mode when the constant speed running start time is reached. As a result, a part of the power generated by the fuel cell 20 is supplied to the secondary battery 40 through the first electric line 61, the fourth electric line 64, and the fourth power conversion circuit 45, and the secondary battery 40 is charged. . During this time, as shown in FIG. 2, the amount of charge of the secondary battery 40 increases.

また、定速走行時には、加速走行時と同様に、燃料電池20の発電電力の一部は、第3電路63および第3電力変換回路35を通って燃料電池補機30に供給される。そして、燃料電池補機30の駆動は継続される。 Furthermore, during constant speed driving, a portion of the power generated by the fuel cell 20 is supplied to the fuel cell auxiliary equipment 30 through the third electric path 63 and the third power conversion circuit 35, as in the case of accelerated driving. The driving of the fuel cell auxiliary machine 30 is then continued.

(減速走行時)
鉄道走行パターンの減速走行開始時刻に達すると、鉄道車両2が減速する。燃料電池20の運転は継続される。なお、鉄道車両2の減速は、制御回路80が図示しないブレーキを制御することにより実現され得る。
(during deceleration)
When the deceleration traveling start time of the railway traveling pattern is reached, the railway vehicle 2 decelerates. The operation of the fuel cell 20 continues. Note that deceleration of the railway vehicle 2 can be realized by the control circuit 80 controlling a brake (not shown).

減速走行時では、図8に示すように、第1電路スイッチ71および第3電路スイッチ73を開くとともに、第2電路スイッチ72を閉じる。 During deceleration traveling, as shown in FIG. 8, the first electric path switch 71 and the third electric path switch 73 are opened, and the second electric path switch 72 is closed.

減速走行開始時刻に達したことに伴い、第1電力変換回路15が回生モードに切り替えられる。このことにより、走行駆動モータ10で発生した回生電力が、第1電力変換回路15を通ってループ回路60に供給される。減速走行時においても、第4電力変換回路45は充電モードに維持される。このことにより、走行駆動モータ10の回生電力は、第4電路64および第4電力変換回路45を通って二次電池40に供給され、二次電池40が充電される。この間、図2に示すように、二次電池40の充電量が増大する。なお、減速走行時には、走行駆動モータ10で発生する回生電力の供給先は、実質的に二次電池40のみとなる。このため、図2においては、減速走行時の二次電池40の充電量の増大速度が、定速走行時の二次電池40の充電量の増大速度よりも大きくなっている。しかしながら、二次電池40の充電量の増大速度は、これに限られることはなく、第2電力変換回路25を制御することにより、燃料電池20からループ回路60に供給される電力量を任意に調整してもよい。 When the deceleration traveling start time is reached, the first power conversion circuit 15 is switched to the regeneration mode. As a result, regenerated power generated by the travel drive motor 10 is supplied to the loop circuit 60 through the first power conversion circuit 15. Even during deceleration driving, the fourth power conversion circuit 45 is maintained in the charging mode. As a result, the regenerated power of the travel drive motor 10 is supplied to the secondary battery 40 through the fourth electric path 64 and the fourth power conversion circuit 45, and the secondary battery 40 is charged. During this time, as shown in FIG. 2, the amount of charge of the secondary battery 40 increases. Note that during deceleration traveling, the regenerative power generated by the traveling drive motor 10 is substantially supplied only to the secondary battery 40. Therefore, in FIG. 2, the rate of increase in the amount of charge of the secondary battery 40 during deceleration traveling is greater than the rate of increase in the amount of charge of the secondary battery 40 during constant speed travel. However, the rate of increase in the amount of charge of the secondary battery 40 is not limited to this, and by controlling the second power conversion circuit 25, the amount of power supplied from the fuel cell 20 to the loop circuit 60 can be adjusted arbitrarily. May be adjusted.

また、減速走行時には、第2電路スイッチ72が閉じられていることにより、燃料電池20からループ回路60に供給された直流電力は、第2電路62および第3電力変換回路35を通って燃料電池補機30に供給される。そして、燃料電池補機30の駆動は継続される。なお、減速走行時には、第2電力変換回路25を制御することにより、燃料電池20からループ回路60に供給される電流を低減させてもよい。このことにより、燃料電池20の発電電力が、余剰になることを抑制できる。 Further, during deceleration running, the second electric path switch 72 is closed, so that the DC power supplied from the fuel cell 20 to the loop circuit 60 passes through the second electric path 62 and the third power conversion circuit 35 to the fuel cell. It is supplied to the auxiliary machine 30. The driving of the fuel cell auxiliary machine 30 is then continued. Note that during deceleration traveling, the current supplied from the fuel cell 20 to the loop circuit 60 may be reduced by controlling the second power conversion circuit 25. This can prevent the power generated by the fuel cell 20 from becoming surplus.

また、減速走行時には、第1電路スイッチ71および第3電路スイッチ73が開いている。このことにより、走行駆動モータ10の回生電力が、燃料電池20に供給されることを防止できる。すなわち、燃料電池20は、充電されると劣化しやすい。このため、第1電路スイッチ71および第3電路スイッチ73を開くことにより、燃料電池20の劣化を抑制できる。また、燃料電池補機30の駆動電力として燃料電池20の発電電力を用いることができ、燃料電池20の運転を継続することができる。また、燃料電池補機30の駆動電力に二次電池40を放電することを不要にでき、二次電池40の充電量の低減を抑制できる。 Further, during deceleration traveling, the first electric path switch 71 and the third electric path switch 73 are open. This can prevent the regenerated power of the travel drive motor 10 from being supplied to the fuel cell 20. That is, the fuel cell 20 tends to deteriorate when charged. Therefore, by opening the first circuit switch 71 and the third circuit switch 73, deterioration of the fuel cell 20 can be suppressed. Furthermore, the power generated by the fuel cell 20 can be used as driving power for the fuel cell auxiliary device 30, and the operation of the fuel cell 20 can be continued. Furthermore, it is not necessary to discharge the secondary battery 40 to generate driving power for the fuel cell auxiliary device 30, and a reduction in the amount of charge of the secondary battery 40 can be suppressed.

(途中駅停止時)
鉄道走行パターンの途中駅停止時刻に達すると、鉄道車両2が停止する。燃料電池20の運転は継続される。
(When stopping at a station on the way)
When the stop time at an intermediate station in the railway running pattern is reached, the railway vehicle 2 stops. The operation of the fuel cell 20 continues.

この場合、図9に示すように、第1電路スイッチ71および第2電路スイッチ72を閉じるとともに、第3電路スイッチ73を開く。このことにより、燃料電池20の発電電力が第2電力変換回路25を通ってループ回路60に供給される。途中駅停止時においても、第4電力変換回路45が充電モードに維持される。このことにより、燃料電池20の発電電力の一部は、第1電路61、第4電路64および第4電力変換回路45を通って二次電池40に供給され、二次電池40が充電される。この間、図2に示すように、二次電池40の充電量が増大する。なお、途中駅停止時には、燃料電池20の発電電力の多くが、二次電池40に供給される。このため、図2においては、途中駅停止時の二次電池40の充電量の増大速度が、減速走行時の二次電池40の充電量の増大速度よりも大きくなっている。 In this case, as shown in FIG. 9, the first electric path switch 71 and the second electric path switch 72 are closed, and the third electric path switch 73 is opened. As a result, the power generated by the fuel cell 20 is supplied to the loop circuit 60 through the second power conversion circuit 25. Even when stopping at a station on the way, the fourth power conversion circuit 45 is maintained in the charging mode. As a result, a part of the power generated by the fuel cell 20 is supplied to the secondary battery 40 through the first electric line 61, the fourth electric line 64, and the fourth power conversion circuit 45, and the secondary battery 40 is charged. . During this time, as shown in FIG. 2, the amount of charge of the secondary battery 40 increases. Note that when stopping at a station on the way, most of the power generated by the fuel cell 20 is supplied to the secondary battery 40. Therefore, in FIG. 2, the rate of increase in the amount of charge of the secondary battery 40 when the vehicle is stopped at a station on the way is greater than the rate of increase in the amount of charge of the secondary battery 40 when the vehicle is decelerating.

また、途中駅停止時には、第2電路スイッチ72が閉じられていることにより、燃料電池20の発電電力の一部は、第2電路62および第3電力変換回路35を通って燃料電池補機30に供給される。そして、燃料電池補機30の駆動は継続される。なお、図9において、第2電路スイッチ72を開くとともに第3電路スイッチ73を閉じるようにしてもよい。この場合においても、燃料電池補機30の駆動を継続することができる。 Furthermore, when stopping at a station on the way, the second electric path switch 72 is closed, so that a part of the power generated by the fuel cell 20 is passed through the second electric path 62 and the third power conversion circuit 35 to the fuel cell auxiliary equipment 30. supplied to The driving of the fuel cell auxiliary machine 30 is then continued. In addition, in FIG. 9, the second electric path switch 72 may be opened and the third electric path switch 73 may be closed. Even in this case, the fuel cell auxiliary machine 30 can continue to be driven.

鉄道走行パターンの途中駅出発時刻に達すると、上述した加速走行時の運転、定速走行時の運転、減速走行時の運転が行われる。 When the train travel pattern reaches the departure time from an intermediate station, the above-mentioned acceleration driving, constant speed driving, and decelerating driving are performed.

(終着駅停止時)
鉄道走行パターンの終着駅停止時刻に達すると、鉄道車両2が停止する。燃料電池20の運転は継続される。
(When stopped at the terminal station)
When the terminal station stop time of the railway travel pattern is reached, the railway vehicle 2 stops. The operation of the fuel cell 20 continues.

この場合、図9に示すように、上述した途中駅停止時と同様にして、第1電路スイッチ71および第2電路スイッチ72を閉じるとともに、第3電路スイッチ73を開く。このことにより、燃料電池20の発電電力の一部が二次電池40に供給されて、二次電池40が充電される。この間、図2に示すように、二次電池40の充電量が増大する。また、終着駅停止時には、燃料電池20の発電電力の一部は、燃料電池補機30に供給される。 In this case, as shown in FIG. 9, the first electric path switch 71 and the second electric path switch 72 are closed, and the third electric path switch 73 is opened, in the same way as when stopping at a station on the way. As a result, a part of the power generated by the fuel cell 20 is supplied to the secondary battery 40, and the secondary battery 40 is charged. During this time, as shown in FIG. 2, the amount of charge of the secondary battery 40 increases. Further, when the terminal station is stopped, a part of the power generated by the fuel cell 20 is supplied to the fuel cell auxiliary machine 30.

終着駅停止時、充電量検出部50により、二次電池40の充電量が検出される。充電量検出部50により検出された二次電池40の充電量に基づいて二次電池40が満充電になるまで、二次電池40の充電が継続される。 When the vehicle stops at the terminal station, the charge amount detection unit 50 detects the charge amount of the secondary battery 40. Charging of the secondary battery 40 is continued until the secondary battery 40 becomes fully charged based on the amount of charge of the secondary battery 40 detected by the amount of charge detection section 50.

二次電池40が満充電になると、燃料電池20の運転を停止する。 When the secondary battery 40 becomes fully charged, the operation of the fuel cell 20 is stopped.

この場合、図10に示すように、第1電路スイッチ71および第3電路スイッチ73を開く。第2電路スイッチ72は閉じていてもよいが、開いていてもよい。二次電池40は満充電されているが、鉄道車両2は停止しているため、電流は流れない。燃料電池補機30も停止している。 In this case, as shown in FIG. 10, the first electric path switch 71 and the third electric path switch 73 are opened. The second electric path switch 72 may be closed or open. Although the secondary battery 40 is fully charged, since the railway vehicle 2 is stopped, no current flows. The fuel cell auxiliary machine 30 is also stopped.

このようにして、鉄道走行パターンに基づいて燃料電池システム1の運転を行うことができる。とりわけ、上述した鉄道走行パターンでは、始発駅停止時に燃料電池20を起動してから、終着駅停止時まで燃料電池20の運転を継続することができる。 In this way, the fuel cell system 1 can be operated based on the railway running pattern. In particular, in the above-described railway travel pattern, the fuel cell 20 can be activated when the train stops at the starting station and then continue to operate until the train stops at the terminal station.

このように本実施の形態によれば、鉄道走行パターンの減速走行時、ループ回路60の第1電路61における電力供給および第3電路63における電力供給を遮断し、第2電路62における電力供給を許可する。このことにより、燃料電池20の発電電力を、第2電路62を通って燃料電池補機30に供給することができる。このため、燃料電池20の発電電力の供給先を確保することができ、燃料電池20の運転を継続することができる。この結果、燃料電池20の運転停止を回避することができ、鉄道車両2の走行駆動モータ10を駆動するための燃料電池20の起動停止回数を低減することができる。この場合、燃料電池20の劣化を抑制することができる。 As described above, according to the present embodiment, during deceleration running in the railway running pattern, the power supply to the first electric line 61 and the third electric line 63 of the loop circuit 60 is cut off, and the electric power supply to the second electric line 62 is interrupted. To give permission. Thereby, the power generated by the fuel cell 20 can be supplied to the fuel cell auxiliary machine 30 through the second electric path 62. Therefore, a supply destination for the power generated by the fuel cell 20 can be secured, and the operation of the fuel cell 20 can be continued. As a result, it is possible to avoid stopping the operation of the fuel cell 20, and it is possible to reduce the number of times the fuel cell 20 is started and stopped for driving the travel drive motor 10 of the railway vehicle 2. In this case, deterioration of the fuel cell 20 can be suppressed.

また、本実施の形態によれば、第1電路61における電力供給および第3電路63における電力供給が遮断される。このことにより、走行駆動モータ10の回生電力が、燃料電池20に供給されることを防止できる。このため、燃料電池20が、回生電力で充電されることを防止でき、燃料電池20の劣化を抑制することができる。 Further, according to the present embodiment, the power supply to the first electric path 61 and the power supply to the third electric path 63 are cut off. This can prevent the regenerated power of the travel drive motor 10 from being supplied to the fuel cell 20. Therefore, the fuel cell 20 can be prevented from being charged with regenerated power, and deterioration of the fuel cell 20 can be suppressed.

また、本実施の形態によれば、鉄道走行パターンの減速走行後の停止時、第1電路61における電力供給および第2電路62における電力供給を許可し、第3電路63における電力供給を遮断する。このことにより、燃料電池20の発電電力を、第1電路61および第4電路64を通って二次電池40に供給することができるとともに、第2電路62を通って燃料電池補機30に供給することができる。このため、燃料電池20の発電電力の供給先を確保することができ、燃料電池20の運転を継続することができる。この結果、燃料電池20の運転停止を回避することができ、燃料電池20の起動停止回数を低減することができる。また、二次電池40が充電されて、二次電池40の充電量を増大させることができる。このため、次の走行のための準備を行うことができる。 Further, according to the present embodiment, when the train is stopped after decelerating in the train running pattern, power supply to the first electric line 61 and electric power supply to the second electric line 62 is permitted, and power supply to the third electric line 63 is cut off. . As a result, the power generated by the fuel cell 20 can be supplied to the secondary battery 40 through the first electric path 61 and the fourth electric path 64, and is also supplied to the fuel cell auxiliary equipment 30 through the second electric path 62. can do. Therefore, a supply destination for the power generated by the fuel cell 20 can be secured, and the operation of the fuel cell 20 can be continued. As a result, it is possible to avoid stopping the operation of the fuel cell 20, and it is possible to reduce the number of times the fuel cell 20 is started and stopped. Further, the secondary battery 40 is charged, and the amount of charge of the secondary battery 40 can be increased. Therefore, preparations for the next run can be made.

また、本実施の形態によれば、充電量検出部50により検出された二次電池40の充電量に基づいて、二次電池40が満充電になった場合に、第1電路61における電力供給が遮断される。このことにより、燃料電池20の発電電力が二次電池40に供給されることを防止できる。 Further, according to the present embodiment, based on the amount of charge of the secondary battery 40 detected by the amount of charge detection section 50, when the secondary battery 40 is fully charged, the power supply in the first electric path 61 is determined. is blocked. This can prevent the power generated by the fuel cell 20 from being supplied to the secondary battery 40.

また、本実施の形態によれば、鉄道走行パターンの車両停止時に燃料電池20を起動する場合、第1電路61における電力供給および第2電路62における電力供給を遮断し、第3電路63における電力供給を許可する。このことにより、二次電池40の放電電力を、第3電路63を通って燃料電池補機30に供給することができる。このため、燃料電池補機30を駆動させて、燃料電池20を起動させることができる。 Further, according to the present embodiment, when starting the fuel cell 20 when the vehicle is stopped in the railway running pattern, the power supply to the first electric line 61 and the electric power supply to the second electric line 62 are cut off, and the electric power supply to the third electric line 63 is interrupted. Allow supply. Thereby, the discharge power of the secondary battery 40 can be supplied to the fuel cell auxiliary machine 30 through the third electric path 63. Therefore, the fuel cell auxiliary machine 30 can be driven to start the fuel cell 20.

また、本実施の形態によれば、鉄道走行パターンの車両停止時に燃料電池20の運転を開始する場合、第1電路61における電力供給および第3電路63における電力供給を許可し、第2電路62における電力供給を遮断する。このことにより、燃料電池20の発電電力を、第1電路61および第4電路64を通って二次電池40に供給することができる。このため、二次電池40を充電させて、充電量を増大させることができる。また、燃料電池20の発電電力を、第1電路61、第4電路64および第3電路63を通って燃料電池補機30に供給することができる。このため、燃料電池補機30の駆動を継続することができる。 Further, according to the present embodiment, when starting the operation of the fuel cell 20 when the vehicle is stopped in the railway running pattern, power supply in the first electric line 61 and electric power supply in the third electric line 63 is permitted, and the second electric line 62 cut off the power supply. Thereby, the power generated by the fuel cell 20 can be supplied to the secondary battery 40 through the first electric path 61 and the fourth electric path 64. Therefore, it is possible to charge the secondary battery 40 and increase the amount of charge. Further, the power generated by the fuel cell 20 can be supplied to the fuel cell auxiliary machine 30 through the first electric path 61, the fourth electric path 64, and the third electric path 63. Therefore, the fuel cell auxiliary machine 30 can continue to be driven.

また、本実施の形態によれば、鉄道走行パターンの加速走行時および定速走行時に、第1電路61における電力供給および第3電路63における電力供給を許可し、第2電路62における電力供給を遮断する。このことにより、燃料電池20の発電電力を、走行駆動モータ10に供給することができる。加速走行時には、二次電池40の充電電力を走行駆動モータ10に供給することができ、走行駆動モータ10の駆動電力を増大させることができる。定速走行時には、二次電池40を燃料電池20の発電電力で充電することができる。また、燃料電池20の発電電力を、第1電路61、第4電路64および第3電路63を通って燃料電池補機30に供給することができる。このため、燃料電池補機30の駆動を継続することができる。 Further, according to the present embodiment, during acceleration running and constant speed running in the railway running pattern, power supply in the first electric line 61 and electric power supply in the third electric line 63 is permitted, and electric power supply in the second electric line 62 is permitted. Cut off. Thereby, the power generated by the fuel cell 20 can be supplied to the travel drive motor 10. During accelerated travel, the charging power of the secondary battery 40 can be supplied to the travel drive motor 10, and the driving power of the travel drive motor 10 can be increased. When traveling at a constant speed, the secondary battery 40 can be charged with the power generated by the fuel cell 20. Further, the power generated by the fuel cell 20 can be supplied to the fuel cell auxiliary machine 30 through the first electric path 61, the fourth electric path 64, and the third electric path 63. Therefore, the fuel cell auxiliary machine 30 can continue to be driven.

なお、上述した本実施の形態においては、ループ回路60の第1電路61に、第1電路スイッチ71が設けられている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図11に示すように、第1電路スイッチ71の代用として整流器90が設けられていてもよい。図11に示す整流器90は、燃料電池20から第1電路61を通って走行駆動モータ10への電力供給を許可するとともに、走行駆動モータ10から第1電路61を通って燃料電池20への電力供給を遮断する。より具体的には、整流器90は、第2接続点P2から第1接続点P1への電力供給を許可するとともに、第1接続点P1から第2接続点P2への電力供給を遮断する。すなわち、整流器90は、第1接続点P1から第2接続点P2への電流の逆流を防止するように構成されている。 In addition, in this embodiment mentioned above, the example where the 1st electric path switch 71 was provided in the 1st electric path 61 of the loop circuit 60 was demonstrated. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 11, a rectifier 90 may be provided as a substitute for the first electric path switch 71. The rectifier 90 shown in FIG. 11 allows power to be supplied from the fuel cell 20 to the travel drive motor 10 through the first electric path 61, and also allows power to be supplied from the travel drive motor 10 to the fuel cell 20 through the first electric path 61. Cut off the supply. More specifically, the rectifier 90 allows power supply from the second connection point P2 to the first connection point P1, and cuts off power supply from the first connection point P1 to the second connection point P2. That is, the rectifier 90 is configured to prevent current from flowing backward from the first connection point P1 to the second connection point P2.

以上述べた実施の形態によれば、鉄道車両の走行駆動モータを駆動するための燃料電池の起動停止回数を減らすことができる。 According to the embodiments described above, it is possible to reduce the number of times the fuel cell is started and stopped for driving the travel drive motor of the railway vehicle.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention, as well as within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.

1:燃料電池システム、2:鉄道車両、10:走行駆動モータ、20:燃料電池、30:燃料電池補機、40:二次電池、50:充電量検出部、60:ループ回路、61:第1電路、62:第2電路、63:第3電路、64:第4電路、71:第1電路スイッチ、72:第2電路スイッチ、73:第3電路スイッチ、80:制御回路、90:整流器 1: Fuel cell system, 2: Railway vehicle, 10: Travel drive motor, 20: Fuel cell, 30: Fuel cell auxiliary equipment, 40: Secondary battery, 50: Charge amount detection unit, 60: Loop circuit, 61: No. 1 electric path, 62: 2nd electric path, 63: 3rd electric path, 64: 4th electric path, 71: 1st electric path switch, 72: 2nd electric path switch, 73: 3rd electric path switch, 80: control circuit, 90: rectifier

Claims (7)

鉄道車両に搭載される燃料電池システムであって、
走行駆動モータと、
前記走行駆動モータを駆動するための電力を発電可能な燃料電池と、
前記燃料電池を作動させるための燃料電池補機と、
充放電可能な二次電池と、
ループ回路と、
前記ループ回路に設けられた、第1電路制御部、第2電路制御部および第3電路制御部と、
鉄道走行パターンに基づいて、前記第1電路制御部、前記第2電路制御部および前記第3電路制御部を制御する制御回路と、を備え、
前記ループ回路は、前記走行駆動モータと前記燃料電池とを接続する第1電路と、前記燃料電池と前記燃料電池補機とを接続する第2電路と、前記燃料電池補機と前記二次電池とを接続する第3電路と、前記二次電池と前記走行駆動モータとを接続する第4電路と、を含み、
前記第1電路制御部は、前記第1電路における電力供給を許可または遮断し、
前記第2電路制御部は、前記第2電路における電力供給を許可または遮断し、
前記第3電路制御部は、前記第3電路における電力供給を許可または遮断し、
前記制御回路は、前記鉄道走行パターンの減速走行時、前記第1電路における電力供給および前記第3電路における電力供給を遮断し、前記第2電路における電力供給を許可するように、前記第1電路制御部、前記第2電路制御部および前記第3電路制御部を制御する、燃料電池システム。
A fuel cell system mounted on a railway vehicle,
a travel drive motor;
a fuel cell capable of generating electric power for driving the traveling drive motor;
a fuel cell auxiliary machine for operating the fuel cell;
A rechargeable secondary battery,
loop circuit,
a first electric path control section, a second electric path control section, and a third electric path control section provided in the loop circuit;
a control circuit that controls the first electric line control unit, the second electric line control unit, and the third electric line control unit based on a railway running pattern,
The loop circuit includes a first electrical path connecting the traveling drive motor and the fuel cell, a second electrical path connecting the fuel cell and the fuel cell auxiliary device, and a second electrical path connecting the fuel cell auxiliary device and the secondary battery. and a fourth electrical path connecting the secondary battery and the travel drive motor,
The first electric line control unit allows or cuts off power supply in the first electric line,
The second electric line control unit allows or cuts off power supply in the second electric line,
The third electric line control unit allows or cuts off power supply in the third electric line,
The control circuit is configured to cut off the power supply to the first electric line and the power supply to the third electric line, and permit the electric power supply to the second electric line, during deceleration traveling in the railway running pattern. A fuel cell system that controls a control unit, the second electric line control unit, and the third electric line control unit.
前記制御回路は、前記鉄道走行パターンの減速走行後の停止時、前記第1電路における電力供給および前記第2電路における電力供給を許可し、前記第3電路における電力供給を遮断するように、前記第1電路制御部、前記第2電路制御部および前記第3電路制御部を制御する、請求項1に記載の燃料電池システム。 The control circuit is configured to allow power supply to the first electric line and the second electric line, and cut off the electric power supply to the third electric line, when the train is stopped after decelerating in the railway running pattern. The fuel cell system according to claim 1, wherein the fuel cell system controls the first electric path control section, the second electric path control section, and the third electric path control section. 前記二次電池の充電量を検出する充電量検出部を更に備え、
前記制御回路は、前記鉄道走行パターンの減速走行後の停止時、前記充電量検出部により検出された前記二次電池の充電量に基づいて前記二次電池が満充電になったと判断した場合に、前記第1電路における電力供給を遮断するように、前記第1電路制御部を制御する、請求項2に記載の燃料電池システム。
further comprising a charge amount detection unit that detects a charge amount of the secondary battery,
When the control circuit determines that the secondary battery is fully charged based on the amount of charge of the secondary battery detected by the amount of charge detection section when the train is stopped after decelerating traveling in the railway traveling pattern, 3. The fuel cell system according to claim 2, wherein the first electric circuit control unit is controlled to cut off power supply in the first electric circuit.
前記制御回路は、前記鉄道走行パターンの車両停止時に前記燃料電池を起動する場合、前記第1電路における電力供給および前記第2電路における電力供給を遮断し、前記第3電路における電力供給を許可するように、前記第1電路制御部、前記第2電路制御部および前記第3電路制御部を制御する、請求項1~3のいずれか一項に記載の燃料電池システム。 When starting the fuel cell when the vehicle is stopped in the railway running pattern, the control circuit shuts off power supply to the first electric line and the power supply to the second electric line, and allows power supply to the third electric line. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, wherein the first electric path control section, the second electric path control section, and the third electric path control section are controlled as follows. 前記制御回路は、前記鉄道走行パターンの車両停止時に前記燃料電池の運転を開始する場合、前記第1電路における電力供給および前記第3電路における電力供給を許可し、前記第2電路における電力供給を遮断するように、前記第1電路制御部、前記第2電路制御部および前記第3電路制御部を制御する、請求項1~4のいずれか一項に記載の燃料電池システム。 When starting operation of the fuel cell when the vehicle is stopped in the railway running pattern, the control circuit allows power supply in the first electric line and electric power supply in the third electric line, and disables power supply in the second electric line. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 4, wherein the first electric path control section, the second electric path control section, and the third electric path control section are controlled so as to cut off the power. 前記制御回路は、前記鉄道走行パターンの加速走行時および定速走行時、前記第1電路における電力供給および前記第3電路における電力供給を許可し、前記第2電路における電力供給を遮断するように、前記第1電路制御部、前記第2電路制御部および前記第3電路制御部を制御する、請求項1~5のいずれか一項に記載の燃料電池システム。 The control circuit is configured to permit electric power supply to the first electric line and electric power supply to the third electric line, and cut off electric power supply to the second electric line during acceleration running and constant speed running of the railway running pattern. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 5, wherein the fuel cell system controls the first electric path control section, the second electric path control section, and the third electric path control section. 前記第1電路制御部は、前記燃料電池から前記第1電路を通って前記走行駆動モータへの電力供給を許可するとともに、前記走行駆動モータから前記第1電路を通って前記燃料電池への電力供給を遮断する整流器を含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の燃料電池システム。 The first electric circuit control section allows power to be supplied from the fuel cell to the travel drive motor through the first electric path, and allows power to be supplied from the travel drive motor to the fuel cell through the first electric path. A fuel cell system according to any one of claims 1 to 6, comprising a rectifier for cutting off the supply.
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