CN105591132A - 燃料电池系统及燃料电池系统的控制方法 - Google Patents
燃料电池系统及燃料电池系统的控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105591132A CN105591132A CN201510756495.5A CN201510756495A CN105591132A CN 105591132 A CN105591132 A CN 105591132A CN 201510756495 A CN201510756495 A CN 201510756495A CN 105591132 A CN105591132 A CN 105591132A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogen
- fuel cell
- value
- supply
- quantity delivered
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 103
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 347
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 346
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 334
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 67
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 54
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 24
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 17
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 17
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 14
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 11
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 10
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 3
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical group C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- -1 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04746—Pressure; Flow
- H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
- H01M8/04388—Pressure; Ambient pressure; Flow of anode reactants at the inlet or inside the fuel cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04537—Electric variables
- H01M8/04574—Current
- H01M8/04589—Current of fuel cell stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04992—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the implementation of mathematical or computational algorithms, e.g. feedback control loops, fuzzy logic, neural networks or artificial intelligence
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
- H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
- H01M8/04402—Pressure; Ambient pressure; Flow of anode exhausts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Fuzzy Systems (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明涉及燃料电池系统及燃料电池系统的控制方法，目的在于提供一种抑制MEA的劣化的发生并抑制CPU的负荷的增大的燃料电池系统。燃料电池系统具备：氢供给部，向燃料电池供给氢；压力检测部，检测氢供给配管的内压；电流检测部，检测燃料电池的电流值；及控制部，基于检测到的电流值及压力值来算出燃料电池所需的氢供给量，以将与算出的氢供给量相当的氢向燃料电池供给的方式控制氢供给部，控制部每隔第一周期基于压力值及电流值来算出氢供给量，并每隔比第一周期短的第二周期取得压力值，在基于取得的压力值而判断为需要供给氢的情况下，将与上一次算出的氢供给量相当的氢向燃料电池供给。
Description
本申请主张基于在2014年11月12日提出申请的申请编号2014-229445号的日本专利申请的优先权，并将其公开的全部通过参照而援引于本申请。
技术领域
本发明涉及燃料电池系统及燃料电池系统的控制方法。
背景技术
以往，已知有在对燃料电池系统进行控制的ECU(ElectricControlUnit)中，以规定的运算周期，根据氢气供给流路的内部的压力来运算氢的供给时期、供给量、供给时间的结构(JP2014-102948A、JP2011-138790A、JP2011-003507A、JP2008-103167A、JP2007-311304A)。
发明内容
为了更早地检测氢气供给流路的内压的变化等燃料电池系统的状态的变化并进行与该变化对应的控制，优选进一步缩短运算氢的供给时期、供给量、供给时间的周期。若ECU的运算周期长，则例如在氢气供给流路的内压急剧下降时，虽然内压低于阈值，但到检测到改情为止需要时间，内压的下降进展而氢缺乏的状态持续，有时会产生膜电极接合体(MEA)的劣化。然而，若缩短运算氢的供给时期、供给量、供给时间的周期，则存在进行运算的CPU(CentralProcessingUnit)的负荷增加这样其他的问题。
本发明为了解决上述的课题而作出，能够作为以下的方式实现。
(1)根据本发明的一方式，提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备：燃料电池；氢供给部，经由氢供给配管向所述燃料电池供给氢；压力检测部，检测所述氢供给配管的内压的压力值；电流检测部，检测所述燃料电池的发电电流的电流值；及控制部，基于所述检测到的电流值及所述压力值来算出所述燃料电池所需的氢供给量，以将与算出的氢供给量相当的氢向所述燃料电池供给的方式控制所述氢供给部，所述控制部构成为每隔第一周期基于所述压力值及所述电流值来算出氢供给量，并每隔比所述第一周期短的第二周期取得所述压力值，在基于所述取得的压力值而判断为需要供给氢的情况下，将与上一次算出的氢供给量相当的氢向所述燃料电池供给。根据该结构，进行燃料电池是否需要氢供给的判定的运算周期与算出所需的氢供给量的运算周期独立，因此能够相对地缩短进行是否需要氢供给的判定的运算周期，能够抑制氢缺乏引起的EA的劣化的发生。另一方面，能够相对地延长算出所需的氢供给量的周期，从而抑制CPU的负荷的增大。
(2)根据本发明的另一方式，提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备：燃料电池；氢供给部，经由氢供给配管向所述燃料电池供给氢；压力检测部，检测所述氢供给配管的内压的压力值；电流检测部，检测所述燃料电池的发电电流的电流值；及控制部，执行第一例程，并执行第二例程，在该第一例程中，每隔第一周期取得所述电流值及所述压力值，根据取得的所述电流值及所述压力值算出需要由所述氢供给部供给的氢供给量，并使用算出的所述氢供给量对存储于存储部的氢供给量进行更新；在第二例程中，每隔比所述第一周期短的第二周期取得所述压力值，根据取得的所述压力值，判定是否需要基于所述氢供给部的氢供给，当判定为需要所述氢供给时，从所述存储部取得所述氢供给量，使所述氢供给部开始与取得的所述氢供给量对应的氢的供给。根据该结构，由于进行氢供给配管是否需要氢供给的判定的运算周期与算出所需的氢供给量的运算周期独立，因此能够相对地缩短进行是否需要氢供给的判定的运算周期，能够抑制氢缺乏引起的MEA的劣化的发生。另一方面，能够相对于延长算出所需的氢供给量的周期，能够抑制CPU的负荷的增大。
(3)在上述方式的燃料电池系统中，可以的是，在所述第一例程中，所述控制部每隔所述第一周期根据取得的所述电流值算出所述氢供给配管的内压的目标压力值，并使用算出的所述目标压力值对存储于所述存储部的目标压力值进行更新，在所述第二例程中，所述控制部每隔所述第二周期从所述存储部取得所述目标压力值，根据从所述压力检测部取得的所述压力值是否低于取得的所述目标压力值，来判定是否需要基于所述氢供给部的氢供给。根据该结构，由于进行氢供给配管的内压是否低于目标压力值的判定的运算周期与算出所需的氢供给量的运算周期独立，因此能够相对地缩短进行氢供给配管的内压是否低于目标压力值的判定的运算周期，能够将目标压力值设定得较低。由此，能够抑制交叉泄漏的发生。
(4)在上述方式的燃料电池系统中，可以的是，在所述第二例程中，所述控制部在从所述压力检测部取得的所述压力值低于取得的所述目标压力值的情况下，再次取得所述压力值及所述目标压力值，在再次取得的所述压力值低于再次取得的所述目标压力值的情况下，判定为需要基于所述氢供给部的氢供给。根据该结构，在由于氢供给配管的内部压力的暂时性的变动而压力值低于目标压力值的情况下，限制向氢供给配管的氢供给。由此，能够抑制向氢供给配管的氢的过供给。
(5)在上述方式的燃料电池系统中，可以的是，所述控制部执行第三例程，在该第三例程中，在使所述氢供给部执行与从所述存储部取得的第一所述氢供给量对应的氢的供给时，每隔比所述第一周期短的第三周期从所述存储部取得所述氢供给量，判定取得的所述氢供给量即第二所述氢供给量相对于所述第一氢供给量是否变化了预先设定的阈值以上，在判定为变化了所述阈值以上时，即使基于所述氢供给部的与所述第一氢供给量对应的氢的供给未完成，也使所述氢供给部开始与所述第二氢供给量对应的氢的供给。根据该结构，在基于氢供给部的氢的供给开始后，即使在氢供给配管的内部压力急剧变化的情况下，也能够迅速地进行与变化后的内部压力对应的氢的供给。由此，例如，在氢供给配管的内部压力急剧下降的情况下，能够抑制氢供给量不足而发生氢缺乏的情况。
(6)根据本发明的另一方式，提供一种具备经由氢供给配管向燃料电池供给氢的氢供给部的燃料电池系统的控制方法。该控制方法中，每隔第一周期取得所述燃料电池的发电电流的电流值及所述氢供给配管的内压的压力值，根据取得的所述电流值及所述压力值算出需要由所述氢供给部供给的氢供给量，并使用算出的所述氢供给量对存储于存储部的氢供给量进行更新的工序，每隔比所述第一周期短的第二周期取得所述压力值，根据取得的所述压力值判定是否需要基于所述氢供给部的氢供给，当判定为需要所述氢供给时，从所述存储部取得所述氢供给量，使所述氢供给部开始与取得的所述氢供给量对应的氢的供给。根据该结构，进行氢供给配管是否需要氢供给的判定的运算周期与算出所需的氢供给量的运算周期独立，因此能够相对地缩短进行是否需要氢供给的判定的运算周期，能够抑制氢缺乏引起的MEA的劣化的发生。另一方面，能够相对地延长算出所需的氢供给量的周期，能够抑制CPU的负荷的增大。
需要说明的是，本发明能够以各种方式实现，例如，能够以搭载有燃料电池系统的车辆、向燃料电池的氢的供给方法、实现燃料电池系统的控制方法的计算机程序、记录有该计算机程序的记录介质等方式实现。
附图说明
图1是表示第一实施方式的燃料电池系统的结构的概略图。
图2是用于说明第一例程的处理内容的流程图。
图3是用于说明第二例程的处理内容的流程图。
图4A是用于说明第一实施方式的效果的一例的图。
图4B是用于说明第一实施方式的效果的一例的图。
图5是用于说明第二实施方式的第二例程的流程图。
图6是用于说明第二实施方式的第二例程的图。
图7是用于说明第三例程的处理内容的流程图。
图8是用于说明第三实施方式的效果的一例的图。
具体实施方式
A.第一实施方式：
图1是表示第一实施方式的燃料电池系统100的结构的概略图。该燃料电池系统100例如搭载于燃料电池车辆，向车辆的驱动电动机或电气安装件等供给电力。燃料电池系统100具备燃料电池10、控制部20、阴极气体供给部30、阴极废气排出部40、阳极气体供给部50、阳极气体循环部60。
燃料电池10是接受作为阳极气体的氢及作为阴极气体的氧的供给而发电的固体高分子型燃料电池。燃料电池10具备串联地层叠排列的也称为单电池的多个发电体。各单电池包括具有电解质膜1、在电解质膜1的一侧的面上配置的阴极2、在电解质膜1的另一侧的面上的阳极3的膜电极接合体(MEA)。需要说明的是，在图1中，作为燃料电池10，示出了一个单电池。电解质膜1是在湿润状态下表现出良好的质子传导性的固体高分子电解质膜，例如由氟系的离子交换树脂构成。阴极2及阳极3是具有气体扩散性和导电性的催化剂电极层，包括使电化学反应进展的催化剂金属和具有质子传导性的高分子电解质。催化剂电极层例如形成为使铂载持碳和与电解质膜1相同或类似的高分子电解质分散于溶剂的催化剂墨液的干燥涂膜。在MEA的两侧分别形成有气体流路。气体流路例如通过隔板的槽部或膨胀金属形成。在此，将阴极侧的气体流路也称为阴极气体流路，将阳极侧的气体流路也称为阳极气体流路。在燃料电池10安装有电流检测部13。电流检测部13检测燃料电池10的发电电流的电流值IG，并将该检测值向控制部20发送。
控制部20是具备CPU、包含ROM、RAM的存储部23、输入输出接口的计算机，对燃料电池系统100的各构成部进行控制。例如，控制部20接受油门踏板的操作等来自外部的输出要求，并取得基于来自系统内的各种传感器类的输出信号的检测值，将用于使燃料电池10进行与该输出要求对应的发电的控制指令向系统内的各构成部发送。控制部20通过CPU读入存储于存储部23的计算机程序，由此执行后述的第一例程及第二例程。控制部20通过第一例程及第二例程，进行关于向燃料电池10的阳极3供给的氢的所需的供给量或供给时期的运算。作为第一例程，控制部20每隔第一周期CT1(例如，CT1＝16ms)，算出氢供给装置57所需的氢的供给量、喷射(供给)时间。作为第二例程，控制部20每隔比第一周期CT1短的第二周期CT2(例如，CT2＝1ms)，判定是否需要基于氢供给装置57的氢的供给。对于第一例程及第二例程的具体的处理内容在后文叙述。
阴极气体供给部30向燃料电池10的阴极2供给含氧的高压空气。阴极气体供给部30具备阴极气体配管31、空气压缩器32、空气流量计33、供给阀34。阴极气体配管31的一方的端部经由空气过滤器而向燃料电池系统100的外部敞开。阴极气体配管31的另一方的端部经由空气流量计33、空气压缩器32、供给阀34、压力检测部35而与燃料电池10的阴极气体流路的入口连接。空气压缩器32经由阴极气体配管31及阴极气体流路，将取入外部空气而压缩后的高压空气向燃料电池10的阴极2供给。空气流量计33检测空气压缩器32取入的外部空气的量，向控制部20发送。控制部20基于该检测值，通过对空气压缩器32进行驱动，来控制向阴极2的空气的供给量。供给阀34根据向阴极2供给的阴极气体的压力而开闭，控制向阴极2的高压空气的流入。供给阀34通常为关闭的状态，在被从空气压缩器32供给规定的压力以上的高压空气时打开。压力检测部35检测阴极气体的压力，并将其检测值向控制部20发送。
阴极废气排出部40将包含在阴极2中未使用于发电反应的未反应气体和生成水分的废气(以下，也称为“阴极废气”)排出。阴极废气排出部40具备阴极废气配管41、氢分离部42、排出阀43、压力检测部44。阴极废气配管41的一方的端部与燃料电池10的阴极气体流路的出口连接。阴极废气配管41的另一方的端部经由氢分离部42、压力检测部44、排出阀43向燃料电池系统100的外部敞开。氢分离部42从阴极废气中，将交叉泄漏的氢分离。排出阀43调整阴极废气配管41中的阴极废气的压力(燃料电池10的阴极2侧的背压)。排出阀43由控制部20调整其开度。压力检测部44检测阴极废气的压力，并将其检测值向控制部20发送。
阳极气体供给部50具备阳极气体配管51、氢罐52、开闭阀53、调节器54、一次侧压力检测部55、温度检测部56、氢供给装置57、二次侧压力检测部58。阳极气体配管51的一方的端部与氢罐52连接。阳极气体配管51的另一方的端部经由开闭阀53、调节器54、一次侧压力检测部55、温度检测部56、氢供给装置57、二次侧压力检测部58而与燃料电池10的阳极气体流路的入口连接。氢罐52经由阳极气体配管51及阳极气体流路，将积存的高压氢向燃料电池10的阳极3供给。开闭阀53按照来自控制部20的指令进行开闭，控制从氢罐52向氢供给装置57的上游侧的氢的流入。调节器54是用于调整氢供给装置57的上游侧的氢的压力的减压阀，其开度由控制部20控制。
一次侧压力检测部55检测氢供给装置57的上游侧的阳极气体配管51的内部的压力(上游侧检测压力值PUM)，并向控制部20发送。温度检测部56检测氢供给装置57的上游侧的阳极气体配管51的内部的温度(检测温度TUM)，并向控制部20发送。二次侧压力检测部58检测氢供给装置57的下游侧的阳极气体配管51的内部的压力(下游侧检测压力值PDM)，并向控制部20发送。
氢供给装置57由例如电磁驱动式的开闭阀即多个喷射器构成。本实施方式的氢供给装置57包含3个喷射器。需要说明的是，氢供给装置57包含的喷射器的个数也可以是1、2个，而且，还可以是4个以上。氢供给装置57通过从控制部20输出的控制信号，来控制向阳极气体配管51的下游侧喷射氢气的喷射器的个数、喷射器的氢气的喷射(供给)时间及喷射(供给)时期。本实施方式的氢供给装置57通过变更喷射氢气的喷射器的个数，能够调整向阳极气体配管51的下游侧供给的氢气的流量。本实施方式的喷射器通过变更阀芯的敞开时间(喷射时间)，能够调整向下游侧供给的氢的量(氢供给量)。需要说明的是，喷射器也可以构成为通过不仅变更喷射时间而且变更阀芯的开口面积来调整氢供给量。
阳极气体循环部60使包含在阳极3中未使用于发电反应的未反应气体(氢或氮等)的阳极废气向燃料电池10的阳极3循环。而且，阳极气体循环部60在预先设定的定时，将排水和阳极废气中的非活性气体向外部排出。阳极气体循环部60具备阳极废气配管61、气液分离部62、阳极气体循环配管63、循环泵64、阳极排水配管65、排水阀66、压力检测部67。
阳极废气配管61将燃料电池10的阳极气体流路的出口与气液分离部62连接，并将从燃料电池10排出的阳极废气向气液分离部62引导。压力检测部67在燃料电池10的出口附近，检测阳极废气的压力(燃料电池10的阳极3侧的背压)，并向控制部20发送。控制部20以使该检测值成为目标的压力值的方式控制从氢供给装置57供给的氢量。气液分离部62将从阳极废气配管61引导的阳极废气包含的气体成分与水分分离，将气体成分向阳极气体循环配管63引导，将水分向阳极排水配管65引导。阳极气体循环配管63连接在阳极气体配管51的比氢供给装置57靠下游处。在阳极气体循环配管63设有循环泵64，通过循环泵64的驱动力，将在气液分离部62中分离出的气体成分包含的氢向阳极气体配管51送出。阳极排水配管65将在气液分离部62中分离出的水分(排水)或阳极废气中的非活性气体向燃料电池系统100的外部排出。在阳极排水配管65设有排水阀66，按照来自控制部20的指令而开闭。
需要说明的是，虽然图示和详细的说明省略，但是搭载于燃料电池车辆的燃料电池系统100还具备二次电池、对燃料电池10的输出电压或二次电池的充放电进行控制的DC/DC转换器。二次电池蓄积燃料电池10输出的电力或再生电力，与燃料电池10一起作为电力源起作用。通过使用二次电池的电力，上述的燃料电池系统100的各构成部在燃料电池10的运转停止后也能够驱动。
图2是用于说明第一例程的处理内容的流程图。作为第一例程，控制部20每隔第一周期CT1(例如，CT1＝16ms)反复执行以下的处理。控制部20首先基于燃料电池10的运转状态，进行由燃料电池10消耗的氢气的流量(以后，也称为“氢消耗量MC”)的算出(步骤S110)。在此，作为表示燃料电池10的运转状态的参数，使用由电流检测部13检测的燃料电池10的发电电流的电流值IG。控制部20例如可以使用表示电流值IG与氢消耗量MC的关系的运算式，根据电流值IG来算出氢消耗量MC。
接下来，控制部20基于燃料电池10的运转状态，进行氢供给装置57的下游侧的阳极气体配管51的内部的压力的目标值(目标压力值PT)的设定(步骤S120)。通常，在燃料电池中，需要必要充分的阳极侧的氢量。若氢量不足，则由于负电位而发生MEA的劣化。而且，若氢量多，则与阴极侧的压力差增大，发生交叉泄漏而燃油经济性恶化。目标压力值PT是用于避免它们的发生的目标值。目标压力值PT根据由电流检测部13检测到的电流值IG能够算出。控制部20例如可以使用表示电流值IG与目标压力值PT的关系的映射，根据电流值IG来算出目标压力值PT。控制部20将算出的目标压力值PT存储于存储部23。由此，存储于存储部23的目标压力值PT每隔第一周期CT1被更新。
接下来，控制部20进行基于氢供给装置57的所需的氢的喷射量即氢供给量MT的算出(步骤S130)。氢供给量MT通过将氢消耗量MC与后述的反馈校正量MA相加来算出。该反馈校正量MA是为了降低由步骤S120算出的目标压力值PT与由二次侧压力检测部58检测的实际的压力(下游侧检测压力值PDM)之间的偏差而追加的氢气的流量。反馈校正量MA根据目标压力值PT与下游侧检测压力值PDM的偏差能够算出。控制部20例如使用PI控制等目标追随型控制原则，算出反馈校正量MA。
控制部20根据在步骤S130中算出的氢供给量MT，算出喷射氢气的喷射器的喷射个数N及氢气的喷射(供给)时间TINJ(步骤S140)。喷射个数N例如根据氢供给量MT的大小区分能够设定。喷射时间TINJ根据氢供给量MT、喷射个数N及氢供给装置57的上游侧的静态流量MU能够算出。控制部20例如可以使用表示氢供给量MT、喷射个数N、静态流量MU、喷射时间TINJ之间的关系的映射来算出喷射时间TINJ。需要说明的是，静态流量MU根据氢供给装置57的上游侧的气体的状态能够算出。控制部20例如可以使用上游侧检测压力值PUM、检测温度TUM、静态流量MU的运算式来算出静态流量MU。需要说明的是，可以将喷射时间TINJ加上氢供给装置57从控制部20接受控制信号起到实际开始喷射为止所需的时间(无效喷射时间TIV)。无效喷射时间TIV根据氢供给装置57的上游侧的气体的状态及施加电压能够算出。控制部20例如可以使用表示上游侧检测压力值PUM、检测温度TUM、施加电压、无效喷射时间TIV之间的关系的映射来算出无效喷射时间TIV。控制部20根据算出的喷射时间TINJ和喷射器的驱动周期CTD(例如，CTD＝50ms)，来决定开阀Duty(驱动周期CTD中的开阀时间的比例[％])。控制部20将算出的开阀DUty及喷射个数N存储于存储部23。由此，存储于存储部23的开阀DUty及喷射个数N每隔第一周期CT1被更新。
控制部20通过反复进行上述的步骤S210～S220的处理，每隔第一周期CT1，对存储于存储部23的目标压力值PT、开阀DUty及喷射个数N持续更新。需要说明的是，开阀DUty及喷射个数N根据氢供给量MT来确定，因此开阀DUty及喷射个数N相当于广义的“氢供给量”。即，控制部20每隔第一周期CT1，将存储于存储部23的目标压力值PT及氢供给量持续更新。
图3是用于说明第二例程的处理内容的流程图。作为第二例程，控制部20每隔第二周期CT2(CT2<CT1，例如，CT2＝1ms)反复执行以下的处理。控制部20首先进行目标压力值PT和下游侧检测压力值PDM的取得(步骤S210)。具体而言，控制部20从存储部23取得在第一例程中算出的最新的目标压力值PT，从二次侧压力检测部58取得下游侧检测压力值PDM。
接下来，控制部20进行取得的下游侧检测压力值PDM是否低于取得的目标压力值PT的判定(步骤S220)。即，控制部20进行是否为需要基于氢供给装置57的氢供给的时期的判定。在下游侧检测压力值PDM未低于目标压力值PT的情况下，控制部20判定为不是需要氢供给的时期，再次，返回步骤S210的处理。另一方面，在下游侧检测压力值PDM低于目标压力值PT的情况下，控制部20控制氢供给装置57而开始氢供给(步骤S230)。具体而言，控制部20首先从存储部23取得在第一例程中算出的最新的开阀DUty及喷射个数N。并且，使氢供给装置57以取得的开阀DUty及喷射个数N开始氢的供给。
控制部20通过反复进行上述的步骤S210～S220的处理，每隔第二周期CT2，持续监视是否为需要基于氢供给装置57的氢供给的时期。需要说明的是，控制部20执行第二例程直至基于氢供给装置57的氢供给开始为止，在氢供给开始之后可以不执行。而且，控制部20可以即使在基于氢供给装置57的氢供给开始也继续第二例程的执行。这种情况下，控制部20在第二例程中判断为需要氢的供给时，即使基于氢供给装置57的氢供给未完成，也使氢供给装置57以新的氢供给量(开阀DUty及喷射个数N)执行氢的供给。相反，控制部20在第二例程中即使判断为需要氢的供给，使氢供给装置57在氢的供给完成之前也不执行新的氢供给量的氢的供给。而且，控制部20在基于氢供给装置57的氢供给中，可以执行第二例程以外的例程。
图4A及图4B是用于说明本实施方式的效果的一例的图。在图4中例示出了下游侧检测压力值PDM、目标压力值PT及下限压力值PL的时序变化、第一例程及第二例程的运算周期、氢供给装置57的氢喷射的有无。图4A例示出了第一例程与第二例程的运算周期相同的情况作为比较例。图4B与本实施方式一样，例示出了第二例程的运算周期比第一例程的运算周期短的情况。在此，说明了本实施方式的第一例程与比较例的第一例程的运算周期相等，本实施方式的第二例程比比较例的第二例程的运算周期短的情况。
与比较例相比，本实施方式的第二例程的运算周期短，因此与比较例相比，能够缩短从下游侧检测压力值PDM实际开始低于目标压力值PT的时刻P1到控制部20检测的时刻P2为止的时间ΔT。因此，本实施方式通过从下游侧检测压力值PDM低于目标压力值PT到氢供给装置57喷射氢为止的延迟，与比较例相比，能够减小下游侧检测压力值PDM低于目标压力值PT的量(中断量)ΔP。通常，目标压力值PT以避免下游侧检测压力值PDM低于下限压力值PL的方式，预估该中断量ΔP，设定得比实际所需的压力值高。与比较例相比，本实施方式能够减小该中断量ΔP，因此与比较例相比，能够减小下限压力值PL与目标压力值PT的差量即调压量PF。由此，相对于相同的下限压力值PL，能够将目标压力值PT设定得低于比较例。目标压力值PT越低，阳极3的内部的压力维持得越低，因此与比较例相比，本实施方式减少向阴极侧的交叉泄漏，燃油经济性提高。而且，在本实施方式中，仅第二例程的运算周期相对变短，因此与在比较例中缩短第一例程及第二例程这两方的运算周期相比，能够抑制CPU的负荷的增大。
根据以上说明的本实施方式的燃料电池系统100，算出基于氢供给装置57的所需的氢供给量的第一例程的运算周期与判定是否需要氢供给(供给时期)的第二例程的运算周期独立。因此，能够相对缩短第二例程的运算周期，能抑制氢缺乏引起的MEA的劣化的发生，并能够相对延长第一例程的运算周期而抑制CPU的负荷的增大。本实施方式的控制部20如以往那样，每当判定是否需要基于氢供给装置57的氢供给时，不算出所需的氢供给量。本实施方式的控制部20使用在另一例程中算出而存储于存储部的最新的氢供给量来执行基于氢供给装置57的氢供给。由此，在控制部20中，能够使判定供给时期的第二例程与算出氢供给量的第一例程独立，能够使第二例程的运算周期比第一例程的运算周期短。
B.第二实施方式：
图5是用于说明第二实施方式的第二例程的处理内容的流程图。在第一实施方式的第二例程(图3)中，说明了控制部20在下游侧检测压力值PDM低于目标压力值PT一次的情况下，使基于氢供给装置57的氢供给开始。另一方面，在第二实施方式的第二例程中，控制部20在下游侧检测压力值PDM连续两次低于目标压力值PT时开始基于氢供给装置57的氢供给。即，如图5所示，控制部20在步骤S310中取得的下游侧检测压力值PDM低于取得的目标压力值PT的情况下(步骤S320：是)，再次取得下游侧检测压力值PDM及目标压力值PT(步骤S330)。并且，在再次取得的下游侧检测压力值PDM低于再次取得的目标压力值PT的情况下(步骤S340：是)，使基于氢供给装置57的氢供给开始(步骤S350)。控制部20反复进行上述的步骤S310～S340的处理，由此每隔第二周期CT2，持续监视是否为需要基于氢供给装置57的氢供给的时期。
图6是用于说明第二实施方式的第二例程中的氢供给的开始时期的图。图6的横轴表示时间，纵轴表示下游侧检测压力值PDM。在图6中例示出目标压力值PT。控制部20在基于氢供给装置57的氢供给后，即使第一次下游侧检测压力值PDM低于目标压力值PT，也不使基于氢供给装置57的氢供给开始。控制部20在第二次下游侧检测压力值PDM低于目标压力值PT时，使基于氢供给装置57的氢供给开始。由此，在由于阳极气体配管51的内部压力的暂时性的变动而下游侧检测压力值PDM低于目标压力值PT的情况下，限制基于氢供给装置57的氢供给。由此，能够抑制向氢供给配管的氢的过供给。阳极气体配管51的内部压力的暂时性的变动包括例如将喷射器关闭时二次侧压力检测部58的隔膜变动的状态。
C.第三实施方式：
图7是用于说明第三例程的处理内容的流程图。第三实施方式的控制部20在基于氢供给装置57的氢供给中，每隔第三周期CT3(CT3<CT1，例如，CT3＝1ms)反复执行以下的处理作为第三例程。控制部20首先从存储部23取得在第一例程中算出的最新的喷射个数N(步骤S410)。然后，控制部20将当前在氢供给装置57中使用于氢供给的喷射器的个数N与从存储部23取得的喷射个数N进行比较，进行个数是否存在变更的判定(步骤S420)。在喷射个数N没有变更的情况下，控制部20使氢供给装置57继续以当前的氢供给量(开阀DUty及喷射个数N)的氢的供给，并且再次返回步骤S410的处理。另一方面，在喷射个数N存在变更的情况下，控制部20开始用于变更氢供给量的再设定(步骤S430)。具体而言，控制部20从存储部23取得最新的氢供给量(开阀DUty及喷射个数N)。并且，使氢供给装置57停止基于当前的氢供给量的氢供给，以取得的新的氢供给量执行氢的供给。控制部20通过反复进行上述的步骤S410～S420的处理，每隔第三周期CT3，持续监视基于氢供给装置57的氢供给量是否需要变更。
图8是用于说明本实施方式的效果的一例的图。图8中例示出了下游侧检测压力值PDM、目标压力值PT及下限压力值PL的时序变化、第一例程、第二例程及第三例程的运算周期、氢供给装置57的氢喷射的有无及喷射内容。执行第二例程的控制部20在时刻P2，检测到下游侧检测压力值PDM低于目标压力值PT的情况。然后，控制部20使氢供给装置57以从存储部23取得的氢供给量(第一氢供给量)喷射氢。在此，第一氢供给量包含的喷射个数N为1。执行第一例程的控制部20在时刻P3，新算出氢供给量(第二氢供给量)。第二氢供给量包含的喷射个数N为2。执行第三例程的控制部20在时刻P4，检测到喷射个数N从1变更为2的情况。然后，使氢供给装置57停止以第一氢供给量的氢的喷射，使以第二氢供给量的氢的喷射开始。由此，能够更早地消除下游侧检测压力值PDM低于目标压力值PT的状态，能够抑制氢缺乏引起的MEA的劣化的发生。例如，可考虑在基于氢供给装置57的氢的喷射中目标压力值PT急剧上升的情况。这种情况下，到喷射器的驱动周期CTD结束为止继续急剧上升前的目标压力值PT的氢供给量的喷射时，由于供给量不足而低压力状态继续，可能阳极会变得氢缺乏。另一方面，根据本实施方式，即使在氢的喷射中目标压力值PT急剧上升，也能够快速地进行与急剧上升后的目标压力值PT对应的氢的供给，因此能够减少氢缺乏的发生。
D.变形例：
需要说明的是，本发明并不局限于上述的实施方式或实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种方式实施。例如，在上述实施方式中，通过软件实现的功能及处理的一部分或全部可以通过硬件实现。而且，通过硬件实现的功能及处理的一部分或全部可以通过软件实现。作为硬件，可以使用例如集成电路、分立电路、或者将这些电路组合后的电路模块等各种电路(circuitry)。而且，例如，可以进行如下的变形。
D-1.变形例1：
控制部20在基于氢供给装置57的氢供给中可以反复执行第四例程。第四例程是如下的处理：当接收到供给停止要求时，即使基于氢供给装置57的氢供给未完成，控制部也使氢供给装置57停止氢的供给。第四例程优选以比第一周期CT1短的第四周期CT4(CT4<CT1，例如，CT4＝1ms)进行。以往的控制部当接收到供给停止要求时，在基于氢供给装置57的氢供给完成之后使接着的氢供给停止。然而，这种情况下，在接收到供给停止要求后仍暂时继续氢的供给，因此存在阳极的压力升高为必要以上，发生交叉泄漏而燃油经济性恶化的问题。通过控制部20执行第四例程，在接收到供给停止要求后，能够快速地使氢的供给停止，因此能够抑制交叉泄漏的发生。
D-2.变形例2：
在图4及图8中，示出了第一例程的处理动作与第二例程的处理动作的定时错开的情况。即，示出了第一例程的处理动作与第二例程的处理动作未同时开始处理的情况。然而，第一例程的处理动作也可以始终与第二例程的处理动作同时开始处理。
标号说明
1…电解质膜
2…阴极
3…阳极
10…燃料电池
13…电流检测部
20…控制部
23…存储部
30…阴极气体供给部
31…阴极气体配管
32…空气压缩器
33…空气流量计
34…供给阀
35…压力检测部
40…阴极废气排出部
41…阴极废气配管
42…氢分离部
43…排出阀
44…压力检测部
50…阳极气体供给部
51…阳极气体配管
52…氢罐
53…开闭阀
54…调节器
55…一次侧压力检测部
56…温度检测部
57…氢供给装置
58…二次侧压力检测部
60…阳极气体循环部
61…阳极废气配管
62…气液分离部
63…阳极气体循环配管
64…循环泵
65…阳极排水配管
66…排水阀
67…压力检测部
100…燃料电池系统
Claims (10)
1.一种燃料电池系统，具备：
燃料电池；
氢供给部，经由氢供给配管向所述燃料电池供给氢；
压力检测部，检测所述氢供给配管的内压的压力值；
电流检测部，检测所述燃料电池的发电电流的电流值；及
控制部，基于所述检测到的电流值及所述压力值来算出所述燃料电池所需的氢供给量，以将与算出的氢供给量相当的氢向所述燃料电池供给的方式控制所述氢供给部，
所述控制部每隔第一周期基于所述压力值及所述电流值来算出氢供给量，并每隔比所述第一周期短的第二周期取得所述压力值，在基于所述取得的压力值而判断为需要供给氢的情况下，将与上一次算出的氢供给量相当的氢向所述燃料电池供给。
2.一种燃料电池系统，具备：
燃料电池；
氢供给部，经由氢供给配管向所述燃料电池供给氢；
压力检测部，检测所述氢供给配管的内压的压力值；
电流检测部，检测所述燃料电池的发电电流的电流值；及
控制部，执行第一例程，并执行第二例程，在该第一例程中，每隔第一周期取得所述电流值及所述压力值，根据取得的所述电流值及所述压力值算出需要由所述氢供给部供给的氢供给量，并使用算出的所述氢供给量对存储于存储部的氢供给量进行更新；在第二例程中，每隔比所述第一周期短的第二周期取得所述压力值，根据取得的所述压力值，判定是否需要基于所述氢供给部的氢供给，当判定为需要所述氢供给时，从所述存储部取得所述氢供给量，使所述氢供给部开始与取得的所述氢供给量对应的氢的供给。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中，
在所述第一例程中，所述控制部每隔所述第一周期根据取得的所述电流值算出所述氢供给配管的内压的目标压力值，并使用算出的所述目标压力值对存储于所述存储部的目标压力值进行更新，
在所述第二例程中，所述控制部每隔所述第二周期从所述存储部取得所述目标压力值，根据从所述压力检测部取得的所述压力值是否低于取得的所述目标压力值，来判定是否需要基于所述氢供给部的氢供给。
4.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其中，
在所述第二例程中，所述控制部在从所述压力检测部取得的所述压力值低于取得的所述目标压力值的情况下，再次取得所述压力值及所述目标压力值，在再次取得的所述压力值低于再次取得的所述目标压力值的情况下，判定为需要基于所述氢供给部的氢供给。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的燃料电池系统，其中，
所述控制部执行第三例程，在该第三例程中，在使所述氢供给部执行与从所述存储部取得的第一所述氢供给量对应的氢的供给时，每隔比所述第一周期短的第三周期从所述存储部取得所述氢供给量，判定取得的所述氢供给量即第二所述氢供给量相对于所述第一氢供给量是否变化了预先设定的阈值以上，在判定为变化了所述阈值以上时，即使基于所述氢供给部的与所述第一氢供给量对应的氢的供给未完成，也使所述氢供给部开始与所述第二氢供给量对应的氢的供给。
6.一种控制方法，是燃料电池系统的控制方法，所述燃料电池系统具备经由氢供给配管向燃料电池供给氢的氢供给部，所述控制方法具备：
(a)每隔第一周期取得所述燃料电池的发电电流的电流值及所述氢供给配管的内压的压力值，根据取得的所述电流值及所述压力值算出需要由所述氢供给部供给的氢供给量，并使用算出的所述氢供给量对存储于存储部的氢供给量进行更新的工序；及
(b)每隔比所述第一周期短的第二周期取得所述压力值，根据取得的所述压力值判定是否需要基于所述氢供给部的氢供给，当判定为需要所述氢供给时，从所述存储部取得所述氢供给量，使所述氢供给部开始与取得的所述氢供给量对应的氢的供给的工序。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其中，
在所述工序(a)中，每隔所述第一周期根据取得的所述电流值算出所述氢供给配管的内压的目标压力值，并使用算出的所述目标压力值对存储于所述存储部的目标压力值进行更新，
在所述工序(b)中，每隔所述第二周期从所述存储部取得所述目标压力值，根据取得的所述压力值是否低于取得的所述目标压力值，来判定是否需要基于所述氢供给部的氢供给。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其中，
在所述工序(b)中，在取得的所述压力值低于取得的所述目标压力值的情况下，再次取得所述压力值及所述目标压力值，在再次取得的所述压力值低于再次取得的所述目标压力值的情况下，判定为需要基于所述氢供给部的氢供给。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的控制方法，其中，
还具备如下的工序：
(c)在使所述氢供给部执行与从所述存储部取得的第一所述氢供给量对应的氢的供给时，每隔比所述第一周期短的第三周期，从所述存储部取得所述氢供给量，判定取得的所述氢供给量即第二所述氢供给量相对于所述第一氢供给量是否变化了预先设定的阈值以上，在判定为变化了所述阈值以上时，即使基于所述氢供给部的与所述第一氢供给量对应的氢的供给未完成，也使所述氢供给部开始与所述第二氢供给量对应的氢的供给的工序。
10.一种控制方法，是燃料电池系统的控制方法，所述燃料电池系统具备经由氢供给配管向燃料电池供给氢的氢供给部，所述控制方法具备：
(A)每隔第一周期基于所述氢供给配管的内压的压力值及所述燃料电池的发电电流的电流值来算出氢供给量的工序；及
(B)每隔比所述第一周期短的第二周期取得所述压力值，在基于所述取得的压力值而判断为需要供给氢的情况下，将与上一次算出的氢供给量相当的氢向所述燃料电池供给的工序。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014229445A JP6135642B2 (ja) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | 燃料電池システム、および、燃料電池システムの制御方法 |
| JP2014-229445 | 2014-11-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105591132A true CN105591132A (zh) | 2016-05-18 |
| CN105591132B CN105591132B (zh) | 2018-01-23 |
Family
ID=55803004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510756495.5A Expired - Fee Related CN105591132B (zh) | 2014-11-12 | 2015-11-09 | 燃料电池系统及燃料电池系统的控制方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10033057B2 (zh) |
| JP (1) | JP6135642B2 (zh) |
| KR (1) | KR101828655B1 (zh) |
| CN (1) | CN105591132B (zh) |
| CA (1) | CA2910892C (zh) |
| DE (1) | DE102015119010B4 (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109428098A (zh) * | 2017-09-01 | 2019-03-05 | 现代自动车株式会社 | 用于控制燃料电池的氢供给的方法和系统 |
| CN112467172A (zh) * | 2019-09-06 | 2021-03-09 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池系统 |
| CN114243065A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-25 | 重庆地大工业技术研究院有限公司 | 燃料电池系统额定工况点气体反应物供给压力的修正方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6135642B2 (ja) | 2014-11-12 | 2017-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム、および、燃料電池システムの制御方法 |
| US10038208B2 (en) | 2014-11-12 | 2018-07-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
| US9991531B2 (en) | 2014-11-14 | 2018-06-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
| US10749201B2 (en) * | 2017-01-11 | 2020-08-18 | Xergy Inc. | Regenerative fuel cell |
| JP7239457B2 (ja) * | 2019-11-26 | 2023-03-14 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| DE102020212077A1 (de) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems, Steuergerät |
| JP7469260B2 (ja) | 2021-06-11 | 2024-04-16 | 株式会社豊田自動織機 | 水素供給装置 |
| CN114718917B (zh) * | 2022-06-09 | 2022-09-27 | 武汉海亿新能源科技有限公司 | 一种多级引射器及其级间无级切换的控制方法 |
| CN116014192B (zh) * | 2022-12-13 | 2024-06-21 | 中联重科股份有限公司 | 氢燃料电池系统中空气和氢气压力控制方法、系统及装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007305563A (ja) * | 2006-04-11 | 2007-11-22 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム及び排気量推定方法 |
| JP2007311039A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム及び移動体 |
| US20100248062A1 (en) * | 2007-11-19 | 2010-09-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
| CN101971400A (zh) * | 2007-12-11 | 2011-02-09 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池系统及移动体 |
| JP2013191369A (ja) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料ガス供給装置 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6387556B1 (en) | 1997-11-20 | 2002-05-14 | Avista Laboratories, Inc. | Fuel cell power systems and methods of controlling a fuel cell power system |
| JP4682512B2 (ja) | 2003-12-03 | 2011-05-11 | 株式会社デンソー | 燃料電池システム |
| US7670700B2 (en) | 2003-09-05 | 2010-03-02 | Denso Corporation | Fuel cell system, related method and current measuring device for fuel cell system |
| EP1726057B1 (en) | 2004-03-16 | 2009-11-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system and control method of same |
| JP4945912B2 (ja) | 2004-03-16 | 2012-06-06 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| JP2005339847A (ja) | 2004-05-24 | 2005-12-08 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
| JP4807357B2 (ja) | 2005-07-27 | 2011-11-02 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| JP2007172971A (ja) | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP5013307B2 (ja) | 2006-05-22 | 2012-08-29 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| JP5070794B2 (ja) | 2006-10-18 | 2012-11-14 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| JP4655082B2 (ja) | 2007-11-16 | 2011-03-23 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| JP5348409B2 (ja) | 2009-06-22 | 2013-11-20 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| JP4780427B2 (ja) | 2011-03-18 | 2011-09-28 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム及び移動体 |
| JP2014102948A (ja) | 2012-11-19 | 2014-06-05 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP6098362B2 (ja) | 2013-05-21 | 2017-03-22 | 株式会社豊田自動織機 | スラリー塗布装置 |
| JP6135642B2 (ja) | 2014-11-12 | 2017-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム、および、燃料電池システムの制御方法 |
-
2014
- 2014-11-12 JP JP2014229445A patent/JP6135642B2/ja active Active
-
2015
- 2015-10-26 KR KR1020150148524A patent/KR101828655B1/ko active IP Right Grant
- 2015-10-30 CA CA2910892A patent/CA2910892C/en not_active Expired - Fee Related
- 2015-11-03 US US14/931,190 patent/US10033057B2/en active Active
- 2015-11-05 DE DE102015119010.9A patent/DE102015119010B4/de active Active
- 2015-11-09 CN CN201510756495.5A patent/CN105591132B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007305563A (ja) * | 2006-04-11 | 2007-11-22 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム及び排気量推定方法 |
| JP2007311039A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム及び移動体 |
| US20100248062A1 (en) * | 2007-11-19 | 2010-09-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
| CN101971400A (zh) * | 2007-12-11 | 2011-02-09 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池系统及移动体 |
| JP2013191369A (ja) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料ガス供給装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109428098A (zh) * | 2017-09-01 | 2019-03-05 | 现代自动车株式会社 | 用于控制燃料电池的氢供给的方法和系统 |
| CN109428098B (zh) * | 2017-09-01 | 2023-12-08 | 现代自动车株式会社 | 用于控制燃料电池的氢供给的方法和系统 |
| CN112467172A (zh) * | 2019-09-06 | 2021-03-09 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池系统 |
| CN114243065A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-25 | 重庆地大工业技术研究院有限公司 | 燃料电池系统额定工况点气体反应物供给压力的修正方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016095906A (ja) | 2016-05-26 |
| KR20160056791A (ko) | 2016-05-20 |
| DE102015119010B4 (de) | 2024-05-08 |
| JP6135642B2 (ja) | 2017-05-31 |
| US10033057B2 (en) | 2018-07-24 |
| KR101828655B1 (ko) | 2018-02-12 |
| US20160133970A1 (en) | 2016-05-12 |
| CA2910892C (en) | 2018-08-07 |
| CA2910892A1 (en) | 2016-05-12 |
| DE102015119010A1 (de) | 2016-05-12 |
| CN105591132B (zh) | 2018-01-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105591132A (zh) | 燃料电池系统及燃料电池系统的控制方法 | |
| CN1954449B (zh) | 燃料电池系统 | |
| US10199666B2 (en) | Fuel cell system | |
| US20060216555A1 (en) | Fuel cell system and method for removing residual fuel gas | |
| JP5957664B2 (ja) | 燃料電池システム及びその運転方法 | |
| CN101911357B (zh) | 燃料电池系统 | |
| US9660278B2 (en) | Method for detecting orifice flow phase transition in a pressure-controlled anode | |
| US20130164644A1 (en) | System and method for controlling pressure oscillation in anode of fuel cell stack | |
| CN105609824B (zh) | 燃料电池系统及燃料电池系统的控制方法 | |
| CN103035935A (zh) | 用于燃料电池系统的阳极吹扫和排放阀策略 | |
| CN107078319A (zh) | 燃料电池系统及其制造方法 | |
| RU2692475C1 (ru) | Система топливных элементов и способ управления ею | |
| US11171347B2 (en) | Fuel cell system to control output of a fuel cell stack | |
| CN107078322A (zh) | 燃料电池系统 | |
| CN104185919A (zh) | 燃料电池系统 | |
| CN110285043A (zh) | 一种空压机组的配载方法、装置、设备及可读存储介质 | |
| JP6126967B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2014102948A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP3989004B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| US11705565B2 (en) | Fuel cell system | |
| CN113745604B (zh) | 燃料电池系统及其控制方法、非暂时性存储介质 | |
| JP2011210394A (ja) | 燃料電池システム及び燃料電池システムの停止制御方法 | |
| JP2015170440A (ja) | 燃料電池システム | |
| CN113169359B (zh) | 用于降低在燃料电池堆中的碳腐蚀的方法以及机动车 | |
| JP2012022876A (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180123 |