JP5381427B2 - Fuel cell system - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池からの電気エネルギーを出力する燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system that outputs electric energy from a fuel cell.
燃料電池がエネルギー源として注目されており、燃料電池を搭載した燃料電池車も各種提案されている。この燃料電池は、燃料ガス(通常水素ガス)と酸化性ガス(通常空気)を燃料電池セルに供給し、燃料電池セル内部で反応させて電力を得る。ここで、各セルには、燃料極(負極)、固体高分子膜(電解質)、空気極(正極)を貼り合わせて一体化した膜/電極接合体(Membrane Electrode Assembly:MEA)と呼ばれる部材が設けられている。そして、このMEAにおいては、適度な湿度に維持されることが必要である。 Fuel cells are attracting attention as energy sources, and various fuel cell vehicles equipped with fuel cells have been proposed. In this fuel cell, fuel gas (usually hydrogen gas) and oxidizing gas (usually air) are supplied to the fuel cell and reacted inside the fuel cell to obtain electric power. Here, in each cell, there is a member called a membrane / electrode assembly (MEA) in which a fuel electrode (negative electrode), a solid polymer membrane (electrolyte), and an air electrode (positive electrode) are bonded and integrated. Is provided. And in this MEA, it is necessary to maintain moderate humidity.
一方、燃料電池の出力は、車両の駆動トルクなどに応じて変動する。従って、燃料電池の運転状態は、車両の走行状態に応じて大きく変動する。上述したように、酸化性ガスとしては通常空気が利用され、例えばエアコンプレッサによって各燃料電池セルに供給される。 On the other hand, the output of the fuel cell varies depending on the driving torque of the vehicle. Therefore, the operating state of the fuel cell varies greatly depending on the traveling state of the vehicle. As described above, air is usually used as the oxidizing gas, and is supplied to each fuel cell by an air compressor, for example.
ここで、エアコンプレッサによる燃料電池への供給量が大きすぎると、MEAが乾燥して劣化するため、これを防止したいという要求がある。 Here, if the supply amount to the fuel cell by the air compressor is too large, the MEA dries and deteriorates, and there is a demand to prevent this.
本発明は、燃料電池からの電気エネルギーを用いてモータを駆動する燃料電池システムにおいて、前記燃料電池に酸素含有ガスを供給する送風ポンプと、この送風ポンプを駆動する送風ポンプ用モータと、前記送風ポンプ用モータへの電力供給を制御する送風ポンプ用インバータと、前記モータへの電力供給を制御するモータ用インバータと、前記燃料電池のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、前記送風ポンプ用インバータおよび前記モータ用インバータを制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記送風ポンプの送風量を低下させる場合に、送風ポンプ用モータの駆動指令として負のトルク指令を発生すると共に、前記インピーダンス測定手段によって測定したインピーダンスが所定値以下の場合には、その時点で前記モータの回生制動により発生し得るブレーキ協調回生パワーを考慮してエアコンプレッサ回生可能パワーを算出し、前記インピーダンス測定手段によって測定したインピーダンスが所定値を超える場合には、その時点で前記モータの回生制動により発生し得るブレーキ協調回生パワーを考慮せずにエアコンプレッサ回生可能パワーを算出し、前記発生された負のトルク指令を、算出された回生可能パワーの範囲内に制限し、前記送風ポンプ用インバータを制御して、前記送風ポンプ用モータを回生制動することを特徴とする。 The present invention is the fuel cell system for driving a motor using electrical energy from the fuel cell, a blower pump for supplying an oxygen-containing gas to the fuel cell, a motor for the blower pump for driving the blower pump, the blower A blower pump inverter for controlling power supply to the pump motor; a motor inverter for controlling power supply to the motor; an impedance measuring means for measuring impedance of the fuel cell; the blower pump inverter; A control unit that controls a motor inverter, and the control unit generates a negative torque command as a drive command for the blower pump motor and reduces the impedance when the flow rate of the blower pump is decreased. If the impedance measured by the means is below the specified value, The air compressor regenerative power is calculated in consideration of brake cooperative regenerative power that can be generated by regenerative braking of the motor, and when the impedance measured by the impedance measuring means exceeds a predetermined value, the regenerative power of the motor at that time is calculated. The air compressor regenerative power is calculated without considering the brake cooperative regenerative power that can be generated by braking, and the generated negative torque command is limited within the calculated regenerative power range. An inverter is controlled to regeneratively brake the blower pump motor.
さらに、前記燃料電池の出力に基づいて充電可能なバッテリを有し、前記制御部は、前記送風ポンプ用モータの回生制動によって得られた電力により前記バッテリを充電することが好適である。 Furthermore, it is preferable that the battery has a battery that can be charged based on the output of the fuel cell, and the control unit charges the battery with electric power obtained by regenerative braking of the blower pump motor.
また、前記制御部は、前記回生制動によって得られる電力をバッテリの充電可能電力を超えないように制御することが好適である。 Further, it is preferable that the control unit controls the electric power obtained by the regenerative braking so as not to exceed the chargeable electric power of the battery.
さらに、回生制動によって得られる電力をバッテリに供給するためのコンバータを有し、前記制御部は、コンバータの通過電力が制限されている場合には、通過電力が制限以内に収まるように前記回生制動を制御することが好適である。 Furthermore, it has a converter for supplying electric power obtained by regenerative braking to the battery, and when the passing power of the converter is limited, the control unit regenerative braking so that the passing power is within the limit. Is preferably controlled.
このように、本発明によれば、燃料電池への送風ポンプの送風量を低下させる場合に、送風ポンプ用インバータを制御して、送風ポンプ用モータを回生制動する。これによって、送風ポンプの送風量を早期に減少することが可能となり、不要な送風による燃料電池への悪影響を防止することができる。 As described above, according to the present invention, when the air flow rate of the blower pump to the fuel cell is reduced, the blower pump inverter is controlled to regeneratively brake the blower pump motor. As a result, the amount of air blown from the blower pump can be reduced at an early stage, and adverse effects on the fuel cell due to unnecessary air blowing can be prevented.
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に本実施形態に係る燃料電池システム100の概略構成を示す。本実施形態に示す燃料電池システム100は、燃料電池車などに適用される。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a
この燃料電池システムは、燃料電池(FC)10を有している。この燃料電池10は、複数の燃料電池セルを直列に積層して成るスタック構造を有する。この例において、各セルは固体高分子電解質型燃料電池であり、MEAを含んでいる。
This fuel cell system has a fuel cell (FC) 10. The
燃料電池10への空気(エア)供給系は、送風ポンプとしてのエアコンプレッサ12が設けられ、このエアコンプレッサ12からのエアがインタークーラ14、加湿器16を介し燃料電池10のカソード(酸素極)側に供給される。ここで、インタークーラ14は、冷却水によってエアを冷却し、加湿器16は、燃料電池10の空気系の排ガスを除湿して供給エアを加湿している。また、燃料電池10のアノード(燃料極)側には、水素ガス供給源18からの水素ガスが供給される。なお、水素ガス側の燃料電池10からの排出ガスの多くは再度燃料電池10に循環され、一部が排ガスとして排出される。
The air (air) supply system to the
燃料電池10の出力(直流電力出力)には、エアコンプレッサ用のインバータ20が接続されており、このインバータ20の出力がエアコンプレッサ用モータ22に供給されている。従って、この例において、エアコンプレッサ12は、燃料電池10の出力により駆動される。
An
また、燃料電池10の出力には、コンバータ24を介しバッテリ26が接続されている。バッテリ26は、ニッケル水素やリチウムイオン等の充放電可能な二次電池であり、車載各種機器に電力を供給する。また、コンバータ24は、燃料電池10の出力をバッテリ26の電圧に変換する電圧変換器(DC/DCコンバータ)として機能し、従ってこのコンバータ24により、燃料電池10の出力の直流電圧が制御される。すなわち、燃料電池10の出力電流は、エアコンプレッサ12からのエアの供給量(送風量)によって制御し、出力電圧をコンバータ24によって制御することで燃料電池10の運転状態が制御される。なお、バッテリ26の出力をインバータ20に供給し、これによってエアコンプレッサ用モータ22を駆動してもよい。
A
燃料電池10の出力には、インバータ28を介し駆動モータ30が接続されている。この駆動モータ30は車両駆動用のものであり、駆動モータ30の出力によって車輪が回転され、車両が走行される。
A
制御部32は、アクセル踏み込み量、ブレーキ踏み込み量、車速などの各種情報から、駆動モータ30の出力トルク、エアコンプレッサ用モータ22の出力トルク、バッテリ26の充放電量の目標値などを決定し、インバータ28,20、コンバータ24の駆動を制御する。なお、このような制御のために、制御部32には、駆動モータ30、エアコンプレッサ用モータ22の回転情報や、バッテリ26の充電状態(SOC)などの情報も供給されている。
The
制御部32は、駆動モータ30の出力トルク、エアコンプレッサ用モータ22の出力トルクなどから、燃料電池10の出力電流、出力電圧を決定し、インバータ28,20およびコンバータ24を制御する。ここで、駆動モータ30におけるエンジンブレーキ相当の負のトルクは、インバータ28の制御による回生制動で行い、発電電力は、コンバータ24を介し、バッテリ26に充電される。また、ブレーキが踏み込まれた場合には、駆動モータ30を回生制動し、所定のブレーキアシストを行う。また、上述のように、コンバータ24を制御して、燃料電池10の出力電圧を制御する。
The
そして、本実施形態においては、エアコンプレッサ12の回転数(送風量)を減少する際に、制御部32はエアコンプレッサ用モータ22の出力トルク指令を負のトルク指令として、インバータ20の駆動を制御する。これによって、エアコンプレッサ用モータ22は、回生制動され、早期に回転数を減少することができる。そして、この回生制動によって得られた電力は、コンバータ24を介しバッテリ26に充電される。通常の場合、エアコンプレッサ12の送風量を下げる場合には、エアコンプレッサ用モータ22の出力トルクを0に制御していた。しかし、このような制御では、実際に送風量が減少するまでに時間が掛かり、これに起因して燃料電池10のセル内のMEAが乾燥してしまうという問題があった。
In this embodiment, when the rotation speed (air flow rate) of the
本実施形態では、制御部32において、回生制動によってエアコンプレッサ用モータ22を制動するため、MEAの乾燥を効果的に防止できる。特に、制御部32は、エアコンプレッサ用モータ22の目標出力トルクを負のトルクとしてインバータ20を制御するという手法を用いるので、新たな装置を必要とすることなく、この制御を達成することができる。そして、得られた電力は、バッテリ26に回収できるため、消費電力を低減することが可能となる。なお、エアコンプレッサ用モータ22の回生制動について、単にエアコンプレッサの回生制動ともいう。
In the present embodiment, since the
ここで、バッテリ26は、そのSOCが高い場合には、それ以上充電できない。例えば、SOCが90%を超えている場合には、バッテリ26をそれ以上充電しない方がよい。バッテリ26の充電可能容量は、温度によって異なる。そこで、制御部32は、バッテリ26のSOC、温度を監視しておき、SOC、温度によって決定される(通常マップを有している)充電可能容量が所定の以下の場合には、エアコンプレッサ用モータ22の回生制動制御を禁止する。
Here, the
さらに、車両の走行性能(ドライバビリティ)を考えると、エンジンブレーキ相当の回生制動は、必要な制御である。そこで、バッテリ26の上限SOCを、これを考慮した値(例えば、80%程度)に設定し、駆動モータ30の回生制動を優先させることも好適である。さらに、駆動モータ30の回生制動を行っているときには、エアコンプレッサ用モータ22の回生制動を禁止することも好適である。
Furthermore, in consideration of vehicle running performance (drivability), regenerative braking equivalent to engine braking is a necessary control. Therefore, it is also preferable to set the upper limit SOC of the
さらに、コンバータ24には、通過電力に上限がある。すなわち、コンバータ24の温度が所定値以上の高温となった場合には、パワートランジスタの破損を防止するために、通過電力を制限して、温度上昇を抑える必要がある。そこで、コンバータ24の通過電力が制限値を超える可能性がある場合には、制御部32がエアコンプレッサ用モータ22の回生制動を禁止することが好適である。
Furthermore,
図2には、従来のエアコンプレッサ用モータ22の回転数、指令トルク、エアコンプレッサ12の送風空気量、バッテリ26の出力パワーの状態を示してある。すなわち、ある時点で燃料電池10への送風停止となったとする。この場合、エアコンプレッサ用モータ22への指令トルクは、その時点で0になる。従って、バッテリ26の出力も0になる。一方、エアコンプレッサ用モータ22の回転数は徐々に低下するだけであり、エア量も同様に徐々に減少する。
FIG. 2 shows the rotational speed of the conventional
図3には、本実施形態によりエアコンプレッサ用モータ22について回生制動を行った場合を示してある。この場合、エアコンプレッサ12を停止する際に、エアコンプレッサ用モータ22への指令トルクが負になる。これによって、エアコンプレッサ用モータ22による発電電力がインバータ20を介し、バッテリ26に供給され、バッテリ26は充電されるため、バッテリ26の出力パワーは負となる。そして、エアコンプレッサ用モータ22の回転数およびエアコンプレッサ12の送風量は早期に0に落ちる。
FIG. 3 shows a case where regenerative braking is performed on the
図4には、バッテリ充電可能パワーが限定されている場合を示す。この場合、バッテリパワーは、図3の場合に比べ、0に近い値に抑えられる。すなわち、充電量が減少される。このために、指令トルクは、バッテリ充電可能パワーから算出された下限トルクに抑えられ、送風量が0になる時点が図3の場合に比べ若干遅くなる。 FIG. 4 shows a case where the battery chargeable power is limited. In this case, the battery power is suppressed to a value close to 0 compared to the case of FIG. That is, the amount of charge is reduced. For this reason, the command torque is suppressed to the lower limit torque calculated from the battery chargeable power, and the time when the air flow rate becomes 0 is slightly delayed compared to the case of FIG.
図5には、コンバータ24の通過電力が制限された場合を示してある。この場合、コンバータ24の制限電力によって、バッテリ26の充電量が制限電力に対応する比較的小さな値に制限される。従って、エアコンプレッサ用モータ22への指令トルクも負の大きさが制限され、図3に比べ送風量の減少も遅れる。
FIG. 5 shows a case where the power passing through the
さらに、図4に示したバッテリ充電可能パワーと、図5のコンバータ24の制限電力のいずれか低い方を採用し、エアコンプレッサ12の回生制動を制御することが好適である。
Furthermore, it is preferable to control the regenerative braking of the
ここで、上述の例では、エアコンプレッサ12を運転停止する場合について記載したが、必ずしも運転停止に限らず送風量を減少する場合に回生制動を行ってもよい。
Here, in the above-described example, the case where the operation of the
また、エアコンプレッサ12の運転を停止するときは、基本的に発電されたパワーはバッテリ26の充電に利用される。さらに、エアコンプレッサ12の運転を停止するような状況では、駆動モータ30の出力トルクも負であり、回生制動が行われている場合が多い。また、バッテリ26に充電される量は、インバータ20,28における損失も考慮されるべきである。
When the operation of the
そこで、図6に示すようにして、エアコンプレッサ用モータ22における回生可能パワー(エアコンプレッサ回生可能パワー)を計算し、これをバッテリ充電可能パワーに代えて充電パワーの上限値として採用することが好適である。そして、得られた計算結果を基にエアコンプレッサ用モータ22へのトルク指令の負の大きさを制限する。
Therefore, as shown in FIG. 6, it is preferable to calculate the regenerative power (air compressor regenerative power) in the
図7に示すように、バッテリ26の容量、その時点におけるSOC、温度などに基づいて、その時点におけるバッテリ充電可能パワー(電力)を計算する(S11)。また、走行中にアクセルの踏み込み量が減少した状態では、そのときの走行状態に応じてエンジンブレーキ相当の減速が必要である。そこで、このエンジンブレーキ相当の駆動モータ回生パワーを演算する(S12)。さらに、ブレーキが踏み込まれた状態では、機械ブレーキによる減速が行われるが、この際に駆動モータの回生制動も協調して行う。そこで、このブレーキ協調回生パワーを算出する(S13)。また、駆動モータ30の回生制動(S12,S13)の場合には、インバータ28における損失がある。また、エアコンプレッサ回生可能パワーの回生において、インバータ20における損失がある。すなわち、インバータ20,28は、複数のパワートランジスタのスイッチングによって、モータ電流を制御しており、ここにおいてエネルギー損失がある。そこで、これらインバータ20,28におけるエネルギー損失を演算する(S14)。
As shown in FIG. 7, based on the capacity of the
そして、S12,S13において算出された回生パワーをS11で算出されたバッテリ充電可能パワーから減算するとともに、S14で算出されたインバータ損失を加算してエアコンプレッサ回生可能パワーを演算する(S15)。 Then, the regenerative power calculated in S12 and S13 is subtracted from the battery chargeable power calculated in S11, and the inverter loss calculated in S14 is added to calculate the air compressor regenerative power (S15).
このようにして、エアコンプレッサ回生パワーについて、駆動モータ30のエンジンブレーキ相当の回生制動およびブレーキ協調回生制動の両方を優先して行うことができる。そこで、エアコンプレッサ12(正確にはエアコンプレッサ用モータ22)の回生制動を行うことで、駆動モータ30の回生制動への影響はなくなる。従って、車両の走行性能についての影響を排除して、エアコンプレッサ用モータ22の回生制動を行うことが可能となり、車両のドライバビリティを確保することができる。
Thus, with respect to the air compressor regenerative power, both regenerative braking equivalent to engine braking of the
なお、このようにして、エアコンプレッサ回生可能パワーが算出された場合には、これを上限として、エアコンプレッサの回生を制御する。すなわち、得られたエアコンプレッサ回生可能パワーを図4におけるバッテリ充電可能パワーに代えて採用する。なお、上述の場合と同様に、図5におけるコンバータ通過可能パワーを併せて考慮し、より低いパワーを制限値として採用するとよい。 When the air compressor regenerative power is calculated in this way, the regeneration of the air compressor is controlled with this as the upper limit. That is, the obtained air compressor regenerative power is adopted instead of the battery chargeable power in FIG. As in the case described above, the power that can pass through the converter in FIG. 5 is also taken into consideration, and a lower power may be adopted as the limit value.
一方、燃料電池10におけるMEAの乾燥が進んでいる場合などは、ドライバビリティを若干犠牲にしても、送風量を早期に減少したいという要求もある。
On the other hand, when the drying of the MEA in the
図8には、この場合の処理が示されている。この例では、バッテリ26の状態に応じて、その時点におけるバッテリ充電可能パワー(電力)を計算する(S11)。また、このエンジンブレーキ相当の駆動モータ回生パワーを演算する(S12)。さらに、インバータ20,28におけるエネルギー損失を演算する(S14)。
FIG. 8 shows the processing in this case. In this example, the battery chargeable power (electric power) at that time is calculated according to the state of the battery 26 (S11). Further, a drive motor regenerative power corresponding to the engine brake is calculated (S12). Further, the energy loss in the
そして、S12において算出された回生パワーをS11で算出されたバッテリ充電可能パワーから減算するとともに、S14で算出されたインバータ損失を加算してエアコンプレッサ回生可能パワーを演算する(S15)。すなわち、ブレーキ踏み込み時の減速は、機械ブレーキによるものがメインであり、ブレーキ協調回生制動を行わなくても、ドライバビリティへの影響は小さい。そこで、このブレーキ協調回生パワーについては、考慮せずに、エアコンプレッサ回生可能パワーを算出する。 Then, the regenerative power calculated in S12 is subtracted from the battery chargeable power calculated in S11, and the inverter loss calculated in S14 is added to calculate the air compressor regenerative power (S15). That is, the deceleration when the brake is depressed is mainly due to the mechanical brake, and the influence on drivability is small even if the brake cooperative regenerative braking is not performed. Therefore, the air compressor regenerative power is calculated without considering the brake cooperative regenerative power.
従って、エアコンプレッサ回生可能パワーについて、駆動モータ30のエンジンブレーキ相当の回生制動を優先するが、ブレーキ協調回生制動に対してはエアコンプレッサ回生を優先させる。従って、ブレーキが踏み込まれている場合において、比較的早期に空気の供給を減少することができ、より効果的にMEAの乾燥を防止することが可能となる。なお、エアコンプレッサの回生をブレーキ協調回生に優先させるのであり、演算されたエアコンプレッサ回生可能パワーに余裕がある場合、それに応じてブレーキ協調回生を行うことが好適である。
Accordingly, with respect to the power that can be regenerated by the air compressor, priority is given to regenerative braking corresponding to the engine brake of the
図9には、エアコンプレッサ回生可能パワーの算出についての処理フローチャートの一例が示されている。 FIG. 9 shows an example of a processing flowchart for calculating the air compressor regenerative power.
まず、エアコンプレッサ回生が要求されているか否かを判断する。すなわち、燃料電池10の出力が大きく減少または停止することによるエアコンプレッサ12の送風量の大幅な減少があるか否かを判定する(S31)。この判定でNOの場合には、エアコンプレッサ回生は行わないため、処理を終了する。
First, it is determined whether air compressor regeneration is required. That is, it is determined whether or not there is a significant decrease in the amount of air blown by the
S31の判定でYESの場合には、バッテリ充電可能パワーを算出する(S32)。このバッテリ充電可能パワーの算出には、上述したバッテリの状態だけでなく、コンバータ24の通過可能パワーを考慮し、いずれか低い方のパワーを採用してもよい。次に、燃料電池10のインピーダンスを測定する(S33)。このインピーダンス測定は、公知の燃料電池のインピーダンス測定装置と同様の手法を利用することができ、交流を印加してその減衰から燃料電池10のインピーダンスを測定する。MEAの乾燥の程度は燃料電池10のインピーダンスから推測することができ、本実施形態では、S33において測定したインピーダンスが所定値以下であるかによってMEAの乾燥の程度が所定値以下かを判定する。
If the determination in S31 is YES, the battery chargeable power is calculated (S32). In calculating the battery chargeable power, not only the above-described battery state but also the power that can be passed through the
S34の判定によって、インピーダンスが所定値以下(乾燥の程度が所定値以下)と判定された場合には、ブレーキ協調回生パワーを優先しこれを減算してエアコンプレッサ回生可能パワーを算出する(S35)。一方、S34の判定で、インピーダンスが所定値を超える(乾燥の程度が所定値以上)と判定された場合には、ブレーキ協調回生パワーを無視して、これを減算せずにエアコンプレッサ回生可能パワーを算出する(S36)。そして、エアコンプレッサ回生可能パワーが算出された場合には、これを上限として、エアコンプレッサの回生を制御する。これによって、MEAの乾燥状態を考慮して、エアコンプレッサ回生可能パワーの算出を行うことができる。 If it is determined in S34 that the impedance is equal to or lower than a predetermined value (the degree of drying is equal to or lower than the predetermined value), the brake cooperative regenerative power is prioritized and subtracted to calculate the air compressor regenerative power (S35). . On the other hand, if it is determined in S34 that the impedance exceeds a predetermined value (the degree of drying is equal to or greater than the predetermined value), the brake cooperative regenerative power is ignored, and the air compressor regenerative power without subtraction. Is calculated (S36). When the air compressor regenerative power is calculated, regeneration of the air compressor is controlled with this as the upper limit. Thereby, the air compressor regenerative power can be calculated in consideration of the dry state of the MEA.
10 燃料電池、12 エアコンプレッサ、14 インタークーラ、16 加湿器、18 水素ガス供給源、20,28 インバータ、22 エアコンプレッサ用モータ、24 コンバータ、26 バッテリ、30 駆動モータ、32 制御部、100 燃料電池システム。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記燃料電池に酸素含有ガスを供給する送風ポンプと、
この送風ポンプを駆動する送風ポンプ用モータと、
前記送風ポンプ用モータへの電力供給を制御する送風ポンプ用インバータと、
前記モータへの電力供給を制御するモータ用インバータと、
前記燃料電池のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、
前記送風ポンプ用インバータおよび前記モータ用インバータを制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記送風ポンプの送風量を低下させる場合に、送風ポンプ用モータの駆動指令として負のトルク指令を発生すると共に、
前記インピーダンス測定手段によって測定したインピーダンスが所定値以下の場合には、その時点で前記モータの回生制動により発生し得るブレーキ協調回生パワーを考慮してエアコンプレッサ回生可能パワーを算出し、
前記インピーダンス測定手段によって測定したインピーダンスが所定値を超える場合には、その時点で前記モータの回生制動により発生し得るブレーキ協調回生パワーを考慮せずにエアコンプレッサ回生可能パワーを算出し、
前記発生された負のトルク指令を、算出された回生可能パワーの範囲内に制限し、前記送風ポンプ用インバータを制御して、前記送風ポンプ用モータを回生制動することを特徴とする燃料電池システム。 In a fuel cell system that drives a motor using electric energy from a fuel cell,
A blower pump for supplying an oxygen-containing gas to the fuel cell,
A blower pump motor for driving the blower pump;
A blower pump inverter that controls power supply to the blower pump motor;
A motor inverter that controls power supply to the motor;
Impedance measuring means for measuring the impedance of the fuel cell;
A controller that controls the inverter for the blower pump and the inverter for the motor;
Including
The controller is
When reducing the amount of air blown by the blower pump, a negative torque command is generated as a drive command for the blower pump motor,
When the impedance measured by the impedance measuring means is less than or equal to a predetermined value, the air compressor regenerative power is calculated in consideration of brake cooperative regenerative power that can be generated by regenerative braking of the motor at that time,
When the impedance measured by the impedance measuring means exceeds a predetermined value, the air compressor regenerative power is calculated without considering the brake cooperative regenerative power that can be generated by regenerative braking of the motor at that time,
The generated negative torque command is limited within a range of calculated regenerative power, and the blower pump inverter is controlled to regeneratively brake the blower pump motor. .
さらに、
前記燃料電池の出力に基づいて充電可能なバッテリを有し、
前記制御部は、前記送風ポンプ用モータの回生制動によって得られた電力により前記バッテリを充電することを特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1, wherein
further,
A battery that can be charged based on the output of the fuel cell;
The said control part charges the said battery with the electric power obtained by the regenerative braking of the said motor for blower pumps, The fuel cell system characterized by the above-mentioned.
前記制御部は、前記回生制動によって得られる電力をバッテリの充電可能電力を超えないように制御することを特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 2 , wherein
The said control part controls the electric power obtained by the said regenerative braking so that it may not exceed the electric power which can be charged of a battery.
さらに、
回生制動によって得られる電力をバッテリに供給するためのコンバータを有し、
前記制御部は、コンバータの通過電力が制限されている場合には、通過電力が制限以内に収まるように前記回生制動を制御することを特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 2 or 3 ,
further,
Having a converter for supplying electric power obtained by regenerative braking to the battery;
When the passing power of the converter is limited, the control unit controls the regenerative braking so that the passing power is within the limit.
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