CN107154507A - 燃料电池系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供燃料电池系统及其控制方法,抑制流量和压力的振荡。燃料电池系统的控制部(i)根据阴极气体的流量目标值和阴极气体流路的压力目标值,计算压缩机的转矩目标值和调压阀的开度目标值,阴极气体的流量目标值和阴极气体流路的压力目标值根据燃料电池组的输出要求值而决定,(ii)根据阴极气体的流量的测定值与流量目标值之间的差分计算压缩机的转矩反馈值,使用转矩目标值与转矩反馈值相加得到的转矩指令值来控制压缩机,(iii)根据阴极气体流路的压力的测定值与压力目标值之间的差分计算调压阀的开度反馈值,使用将开度反馈值延迟而得到的延迟开度反馈值与调压阀的开度目标值相加得到的开度指令值来控制调压阀的开度。
Description
关联申请的相互参照
本申请要求基于2016年3月4日提出的申请号为2016-42206的日本申请的优先权,通过参照而将其公开的全部内容引入本申请。
技术领域
本发明涉及燃料电池系统及其控制方法。
背景技术
在国际公开第2014/148164号中记载了一种燃料电池系统,其具备用于向燃料电池组供给阴极气体的压缩机和调整阴极气体的压力的调压阀。在该燃料电池系统中,利用压缩机的转矩和调压阀的开度来控制向燃料电池组的阴极气体供给量。
发明内容
发明所要解决的课题
然而,在国际公开第2014/148164号所记载的燃料电池系统中,当同时进行压缩机的转矩的反馈控制和调压阀的开度的反馈控制时,关于阴极气体的流量和压力可能会引起振荡现象。
用于解决课题的方案
本发明是为了解决上述的课题而完成的发明,能够作为以下的形态而实现。
(1)根据本发明的一形态,提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备:燃料电池组;压缩机,经由阴极气体流路向所述燃料电池组供给阴极气体;调压阀,调整所述阴极气体流路的压力;流量计,测定向所述燃料电池组供给的阴极气体的流量;压力传感器,测定所述阴极气体流路的压力;以及控制部。所述控制部(i)根据所述阴极气体的流量目标值和所述阴极气体流路的压力目标值,计算所述压缩机的转矩目标值和所述调压阀的开度目标值,所述阴极气体的流量目标值和所述阴极气体流路的压力目标值根据所述燃料电池组的输出要求值而决定,(ii)根据所述阴极气体的流量的测定值与所述流量目标值之间的差分计算所述压缩机的转矩反馈值,使用所述转矩目标值与所述转矩反馈值相加得到的转矩指令值来控制所述压缩机,(iii)根据所述阴极气体流路的压力的测定值与所述压力目标值之间的差分计算所述调压阀的开度反馈值,使用将所述开度反馈值延迟而得到的延迟开度反馈值与所述调压阀的开度目标值相加得到的开度指令值来控制所述调压阀的开度。
根据该形态,由于控制部根据阴极气体流路的压力的测定值与压力目标值之间的差分计算调压阀的开度反馈值,使用将开度反馈值延迟而得到的延迟开度反馈值与开度目标值相加得到的开度指令值来控制调压阀的开度,所以调压阀的开度的反馈迟于压缩机的转矩的反馈。其结果,能够抑制阴极气体的流量和压力的振荡的发生。
(2)在上述形态中,可以是,所述控制部具备第一延迟处理部和第二延迟处理部中的至少一方作为使所述开度反馈值延迟的延迟处理部,所述第一延迟处理部执行一阶延迟和等待时间延迟中的至少一者或者二阶延迟和等待时间延迟中的至少一者,所述第二延迟处理部在从所述转矩目标值和所述开度目标值中的至少一方发生了变化的时间点起到预先确定的判定条件成立为止的期间,将所述开度反馈值置换为零。
根据该形态,由于具备第一延迟处理部和第二延迟处理部中的至少一方,所以能够适当地使开度反馈值延迟。
(3)在上述形态中,可以是,所述控制部具有所述第二延迟处理部,所述判定条件是所述转矩反馈值的绝对值成为预先确定的阈值以下。
根据该形态,调压阀的开度的反馈进一步迟于压缩机的转矩的反馈而执行,所以能够进一步抑制阴极气体的流量和压力的振荡的发生。
(4)在上述形态中,可以是,所述控制部具有所述第二延迟处理部,所述判定条件包括所述阴极气体的流量的测定值与所述流量目标值之间的差分的绝对值成为预先确定的阈值以下及所述阴极气体的流量的测定值的每单位时间的变化量的绝对值成为预先确定的阈值以下中的至少一方。
根据该形态,调压阀的开度的反馈进一步迟于压缩机的转矩的反馈而执行,所以能够进一步抑制阴极气体的流量和压力的振荡的发生。
(5)在上述形态中,可以是,所述控制部具有所述第二延迟处理部,所述判定条件包括所述阴极气体流路的压力的测定值与所述压力目标值之间的差分的绝对值成为预先确定的阈值以下及所述阴极气体流路的压力的测定值的每单位时间的变化量的绝对值成为预先确定的阈值以下中的至少一方。
根据该形态,调压阀的开度的反馈进一步迟于压缩机的转矩的反馈而执行,所以能够进一步抑制阴极气体的流量和压力的振荡的发生。
(6)根据本发明的一形态,提供一种燃料电池系统的控制方法,该燃料电池系统具备:燃料电池组;压缩机,经由阴极气体流路向所述燃料电池组供给阴极气体;调压阀,调整所述阴极气体流路的压力;流量计,测定向所述燃料电池组供给的阴极气体的流量;以及压力传感器,测定所述阴极气体流路的压力。该控制方法包括:(i)根据所述阴极气体的流量目标值和所述阴极气体流路的压力目标值,计算所述压缩机的转矩目标值和所述调压阀的开度目标值的工序,所述阴极气体的流量目标值和所述阴极气体流路的压力目标值根据所述燃料电池组的输出要求值而决定;(ii)根据所述阴极气体的流量的测定值与所述流量目标值之间的差分计算所述压缩机的转矩反馈值,使用所述转矩目标值与所述转矩反馈值相加得到的转矩指令值来控制所述压缩机的工序;以及(iii)根据所述阴极气体流路的压力的测定值与所述压力目标值之间的差分计算所述调压阀的开度反馈值,使用将所述开度反馈值延迟而得到的延迟开度反馈值与所述调压阀的开度目标值相加得到的开度指令值来控制所述调压阀的开度的工序。
根据该形态,由于根据阴极气体流路的压力的测定值与压力目标值之间的差分计算调压阀的开度反馈值,使用将开度反馈值延迟后的延迟开度反馈值与开度目标值相加得到的开度指令值来控制调压阀的开度,所以调压阀的开度的反馈迟于压缩机的转矩的反馈。其结果,能够抑制阴极气体的流量和压力的振荡的发生。
此外,本发明能够以各种形态来实现,例如,除了燃料电池系统之外,还能以搭载有燃料电池系统的移动体、燃料电池系统的控制方法等形态来实现。
附图说明
图1是示意性地示出燃料电池系统的阴极气体系统的说明图。
图2是示出转速控制下的压缩机的压力比与阴极气体的流量之间的关系的图表。
图3是示出转矩控制下的压缩机的压力比与阴极气体的流量之间的关系的图表。
图4是示出第一实施方式中的控制部的结构的说明图。
图5是示出第二实施方式中的控制部的结构的说明图。
图6是示出第三实施方式中的控制部的结构的说明图。
图7是示出第四实施方式中的控制部的结构的说明图。
图8是示出第五实施方式中的控制部的结构的说明图。
具体实施方式
第一实施方式:
图1是示意性地示出燃料电池系统10的阴极气体系统的说明图。燃料电池系统10搭载于车辆等移动体。燃料电池系统10具备燃料电池组100、阴极气体流路110、阴极排气流路120、压缩机115、调压阀125、流量计130、压力传感器135、燃料电池组100用的温度传感器140及湿度传感器145、环境温度传感器150以及控制部200。压缩机115设置于阴极气体流路110,将作为阴极气体的空气经由阴极气体流路110向燃料电池组100供给。在本实施方式中,使用涡轮型的压缩机作为压缩机115。调压阀125设置于阴极排气流路120,调整阴极气体流路110的压力。流量计130测定向燃料电池组100供给的阴极气体的流量Q1。压力传感器135测定压缩机115的出口侧(燃料电池组100的入口侧)的阴极气体流路110的压力P1。温度传感器140测定燃料电池组100内的阴极气体流路的温度Ta1。湿度传感器145测定燃料电池组100内的阴极气体流路的湿度H1。环境温度传感器150测定环境温度Ta2。
控制部200基于移动体的速度、加速器踏板的踩踏量以及制动器踏板的踩踏量(关于这些传感器未图示),计算对燃料电池组100要求的发电功率的要求值(输出要求值)。然后,控制部200基于燃料电池组100的输出要求值来控制压缩机115和调压阀125的动作。关于该控制,将在后文叙述。
图2是示出转速控制下的压缩机115的压力比R(压缩机115的出口的压力/压缩机115的入口的压力)与阴极气体的流量Q之间的关系的图表。图3是示出转矩控制下的压缩机115的压力比R与阴极气体的流量Q之间的关系的图表。在图2中,将压缩机115的转速一定时(转速控制)的压力比R与阴极气体的流量Q之间的关系做成图表,相对于此,在图3中,将压缩机115的转矩一定时(转矩控制)的压力比R与阴极气体的流量Q之间的关系做成图表。若将转速控制中的阴极气体的流量/压力比的变化率(ΔQ1/ΔR1)与转矩控制中的阴极气体的流量/压力比的变化率(ΔQ2/ΔR2)进行比较,则可知,转矩控制与转速控制相比,相对于压力比R的变化量ΔR的阴极气体的流量Q的变化量ΔQ较小。因而,可以说,在测定阴极气体流路110的压力P1并基于压力P1来控制压缩机115的情况下,转矩控制与转速控制相比,相对于压力比R的变化量ΔR的阴极气体的流量Q的变化量ΔQ较小,能够高精度地控制阴极气体的流量Q。因此,在以下说明的实施方式中,使用转矩控制。此外,若在图2、图3中将压缩机115的入口的压力设为大气压(大约1个气压),则压力比R的值在用[气压]的单位表示时与压缩机115的出口侧的压力的值大致相等。
图4是示出第一实施方式中的控制部200的结构的说明图。控制部200具备阴极气体流量目标值计算部210、阴极气体压力目标值计算部220、压缩机转矩目标值计算部230(也称作“CP转矩目标值计算部230”)、压缩机转矩反馈值计算部240(也称作“CP转矩FB值计算部240”)、第一加法部250、调压阀开度目标值计算部260、调压阀开度反馈值计算部270(也称作“调压阀开度FB值计算部270”)、第二加法部290、以及第一延迟处理部300。
阴极气体流量目标值计算部210基于燃料电池组100的输出要求值(也称作“FC输出要求值”)、燃料电池组100内的温度Ta1及湿度H1以及环境温度Ta2,计算向燃料电池组100供给的阴极气体的流量目标值Qt。例如,FC输出要求值越大,则阴极气体的流量目标值Qt越大。关于FC输出要求值、燃料电池组100内的温度Ta1及湿度H1、环境温度Ta2以及阴极气体的流量目标值Qt之间的关系,可以预先通过实验等进行测定,并储存于映射。或者,也可以不使用燃料电池组100内的温度Ta1及湿度H1以及环境温度Ta2,而根据FC输出要求值来决定阴极气体的流量目标值Qt。
阴极气体压力目标值计算部220基于燃料电池组100的FC输出要求值、燃料电池组100内的温度Ta1及湿度H1以及环境温度Ta2,计算阴极气体流路110的压力(向燃料电池组100供给的阴极气体的压力)的目标值Pt。关于FC输出要求值、燃料电池组100内的温度Ta1及湿度H1、环境温度Ta2以及阴极气体流路110的压力目标值Pt之间的关系,可以预先通过实验等进行测定,并储存于映射。或者,也可以不使用燃料电池组100内的温度Ta1及湿度H1以及环境温度Ta2,而根据FC输出要求值来决定阴极气体流路110的压力目标值Pt。
CP转矩目标值计算部230使用阴极气体的流量目标值Qt和阴极气体流路110的压力目标值Pt,计算压缩机115的压缩机转矩目标值Ttar(也称作“CP转矩目标值Ttar”,或者仅称作“转矩目标值Ttar”)。CP转矩目标值Ttar根据阴极气体的流量目标值Qt和阴极气体流路110的压力目标值Pt并按照图3的关系来计算。此外,图3所示的阴极气体的流量Q及压缩机115的压力比R的组合与调压阀125的开度及压缩机115的转矩的组合之间的关系以映射、函数、查找表等形式预先储存于控制部200的非易失性存储器。
CP转矩FB值计算部240根据阴极气体的流量目标值Qt与测定值Q1之间之间的差分ΔQ(=Qt-Q1,此外,“差分”也称作“偏差”)计算压缩机转矩反馈值Tfb(也称作“CP转矩FB值Tfb”,或者仅称作“转矩FB值Tfb”)。在阴极气体的流量的测定值Q1比阴极气体的流量目标值Qt大的情况下,CP转矩FB值Tfb成为负的值,在阴极气体的流量的测定值Q1比阴极气体的流量目标值Qt小的情况下,CP转矩FB值Tfb成为正的值。
在CP转矩FB值Tfb的计算中,例如能够利用PID运算、PI运算。例如,在PID运算的情况下,能够通过以下的式(1)来计算CP转矩FB值Tfb。
在此,Kp、Ki、Kd是系数,Kd可以为零(在该情况下成为PI运算),但优选Kp和Ki不为零。在上述式(1)中,右边不包含CP转矩目标值Ttar,仅包含流量之间的差分ΔQ的项。因而,当差分ΔQ接近零时,CP转矩FB值Tfb也接近零。
第一加法部250将CP转矩目标值Ttar和CP转矩FB值Tfb相加,计算压缩机转矩指令值Tc(也称作“CP转矩指令值Tc”)。
调压阀开度目标值计算部260使用阴极气体的流量目标值Qt和阴极气体流路110的压力目标值Pt,计算调压阀125的开度目标值Vtar。开度目标值Vtar根据阴极气体的流量目标值Qt和阴极气体流路110的压力目标值Pt并按照图3的关系来计算。
调压阀开度FB值计算部270根据阴极气体流路110的压力目标值Pt与测定值P1之间的差分ΔP(=Pt-P1)计算调压阀125的开度反馈值Vfb(也称作“开度FB值Vfb”)。在开度FB值Vfb的计算中,与CP转矩FB值Tfb的计算同样,例如能够利用PID运算、PI运算。在阴极气体流路110的压力的测定值P1比阴极气体流路110的压力目标值Pt大的情况下,开度FB值Vfb成为正的值(为了降低阴极气体流路110的压力而增大调压阀开度),在阴极气体流路110的压力的测定值P1比阴极气体流路110的压力目标值Pt小的情况下,开度FB值Vfb成为负的值(为了提高阴极气体流路110的压力而减小调压阀开度)。
第一延迟处理部300使开度FB值Vfb延迟预先确定的延迟量而生成延迟开度反馈值Vfbd(也称作“延迟开度FB值Vfbd”),并将延迟开度FB值Vfbd向第二加法部290发送。作为第一延迟处理部300,能够利用执行一阶延迟或二阶延迟以及等待时间延迟中的至少一方的延迟处理部。一阶延迟处理是通过对开度FB值Vfb进行一阶微分来生成延迟开度FB值Vfbd的处理。二阶延迟处理是通过对开度FB值Vfb进行一阶微分及二阶微分来生成延迟开度FB值Vfbd的处理。等待时间延迟处理是单纯使其延迟预先确定的时间的处理。此外,等待时间延迟处理的延迟时间除了可以是固定值之外,还可以是CP转矩指令值Tc的变化量越大则越大。另外,在采用一阶延迟处理或二阶延迟处理的情况下,也可以与等待时间延迟处理进行组合。第二加法部290将开度目标值Vtar与延迟开度FB值Vfbd相加来计算调压阀开度指令值Vc。
如在现有技术中所说明那样,在具有压缩机115和调压阀125的燃料电池系统10中,当同时进行压缩机115的反馈控制和调压阀125的反馈控制时,阴极气体的流量和阴极气体流路110的压力有可能引起振荡。因此,在第一实施方式中,将开度目标值Vtar和延迟开度FB值Vfbd相加来计算调压阀开度指令值Vc。其结果,调压阀125的开度的反馈迟于压缩机115的转矩的反馈而执行。其结果,能够使阴极气体的流量和阴极气体流路110的压力的振荡不容易发生。
第二实施方式:
图5是示出第二实施方式中的控制部202的结构的说明图。与第一实施方式的控制部200的不同在于控制部202具备延迟处理部302这一点。延迟处理部302具备第一延迟处理部300和第二延迟处理部320。第二实施方式的第一延迟处理部300与第一实施方式的第一延迟处理部300相同。第二延迟处理部320具备转矩反馈绝对值计算部322(也称作“转矩FB绝对值计算部322”)、转矩判定部324以及调压阀开度反馈值选择部326(也称作“调压阀开度FB值选择部326”)。以下,对与第一实施方式的不同点进行说明。
转矩FB绝对值计算部322计算CP转矩FB值Tfb的绝对值|Tfb|。使用绝对值|Tfb|的原因在于,CP转矩FB值Tfb有可能成为正的值也有可能成为负的值,所以作为表示反馈的大小的值,其绝对值|Tfb|较为适合。转矩判定部324判断CP转矩FB值的绝对值|Tfb|是否成为了预先确定的阈值Tth以下,并输出选择标志F1。调压阀开度FB值选择部326基于选择标志F1选择开度FB值Vfb或零,并向第一延迟处理部300输出。具体地说,第二延迟处理部320在|Tfb|≤Tth的情况下,将开度FB值Vfb向第一延迟处理部300输出,在|Tfb|>Tth的情况下,将零向第一延迟处理部300输出。此外,有可能成为|Tfb|>Tth的情况是在CP转矩目标值Ttar和开度目标值Vtar中的至少一方发生了变化的时间点以后。因而,第二延迟处理部320在从CP转矩目标值Ttar和开度目标值Vtar中的至少一方发生了变化的时间点起到CP转矩FB值Tfb的绝对值|Tfb|成为预先确定的阈值Tth以下为止的期间,将开度FB值Vfb置换为零。其结果,在CP转矩FB值的绝对值|Tfb|成为预先确定的阈值Tth以下之前,不开始调压阀125的开度的反馈控制。在CP转矩FB值的绝对值|Tfb|成为预先确定的阈值Tth以下之前,会花费一定程度的时间,所以调压阀125的开度的反馈与第一实施方式的反馈相比更延迟地执行。
以上,根据第二实施方式,在从CP转矩目标值Ttar和开度目标值Vtar中的至少一方发生了变化的时间点到CP转矩FB值的绝对值|Tfb|成为预先确定的阈值Tth以下这一判定条件成立为止的期间,不开始调压阀125的开度的反馈控制。其结果,能够使阴极气体的流量和阴极气体流路110的压力的振荡更不容易发生。
第三实施方式:
图6是示出第三实施方式中的控制部203的结构的说明图。第三实施方式的控制部203具备从第二实施方式的控制部202中省略了第一延迟处理部300的延迟处理部303。CP转矩FB值Tfb的绝对值|Tfb|要变得足够小,会花费一定程度的时间,所以即使没有第一延迟处理部300,调压阀125的开度的反馈也要迟于压缩机115的转矩的反馈而执行。其结果,能够使阴极气体的流量和阴极气体流路110的压力的振荡不容易发生。
第四实施方式:
图7是示出第四实施方式中的控制部204的结构的说明图。与第一实施方式的控制部200的不同在于控制部204具备延迟处理部304这一点。延迟处理部304具备第一延迟处理部300和第二延迟处理部340。第四实施方式的第一延迟处理部300与第一实施方式的第一延迟处理部300相同。第二延迟处理部340具备阴极气体流量稳定判定部342和调压阀开度反馈值选择部344(也称作“调压阀开度FB值选择部344”)。以下,对与第一实施方式的不同点进行说明。
阴极气体流量稳定判定部342判断阴极气体的流量是否稳定,并输出选择标志F2。阴极气体的流量是否稳定能够根据以下的(a1)~(a3)中的任一判定条件是否成立来判断。
(a1)阴极气体的流量的测定值Q1与目标值Qt之间的差分的绝对值成为了预先确定的阈值Qth以下,
(a2)阴极气体的流量的测定值Q1的每单位时间的变化量ΔQ1/dt的绝对值成为了预先确定的阈值dQth以下,
(a3)阴极气体的流量的测定值Q1与目标值Qt之间的差分的绝对值成为了预先确定的阈值Qth以下,且阴极气体的流量的测定值Q1的每单位时间的变化量ΔQ1/dt的绝对值成为了预先确定的阈值dQth以下,
此外,阴极气体的流量在满足了判定条件(a3)时最稳定,所以优选以该判定条件(a3)进行判断。
调压阀开度FB值选择部344在阴极气体的流量稳定这一判定条件成立的情况下,将开度FB值Vfb向第一延迟处理部300输出,在判定条件不成立的情况下,将零向第一延迟处理部300输出。换言之,第二延迟处理部340在从CP转矩目标值Ttar和开度目标值Vtar中的至少一方发生了变化的时间点起到从上述的(a1)~(a3)中预先选择出的判定条件成立为止的期间内,将开度FB值Vfb置换为零。在此,在阴极气体的流量稳定之前,会花费一定程度的时间,所以调压阀125的开度的反馈与第一实施方式相比更延迟地执行。其结果,能够使阴极气体的流量和阴极气体流路110的压力的振荡更不容易发生。
此外,也可以取代上述的判定条件(a1)~(a3)而使用以下的判定条件(b1)~(b3)中的任一者。
(b1)阴极气体的压力的测定值P1与目标值Pt之间的差分的绝对值成为了预先确定的阈值Pth以下
(b2)阴极气体的压力的测定值P1的每单位时间的变化量ΔP1/dt的绝对值成为了预先确定的阈值dPth以下
(b3)阴极气体的压力的测定值P1与目标值Pt之间的差分的绝对值成为了预先确定的阈值Pth以下,且阴极气体的压力的测定值P1的每单位时间的变化量ΔP1/dt的绝对值成为了预先确定的阈值dPth以下
这些判定条件(b1)~(b3)相当于阴极气体的压力稳定这一判定条件。此外,在使用这些判定条件(b1)~(b3)的情况下,取代阴极气体流量稳定判定部342而使用阴极气体压力稳定判定部(图示省略)。
在使用了这样的判定条件(b1)~(b3)的情况下,也能够与使用了上述的判定条件(a1)~(a3)的情况同样地使调压阀125的开度的反馈延迟,所以能够使阴极气体的流量和阴极气体流路110的压力的振荡不容易发生。
此外,在上述判定条件暂时成立之后,该判定条件再次变得不成立的情况下,阴极气体流量稳定判定部342或阴极气体压力稳定判定部可以再次执行将开度反馈Vfb置换为零的处理。这样一来,能够更可靠地抑制阴极气体的流量和阴极气体流路110的压力的振荡。
第五实施方式:
图8是示出第五实施方式中的控制部205的结构的说明图。第五实施方式的控制部205具备从第四实施方式的控制部204中省略了第一延迟处理部300的延迟处理部305。在阴极气体的流量稳定之前,会花费一定程度的时间,所以即使没有第一延迟处理部300,调压阀125的开度的反馈也会迟于压缩机115的转矩的反馈而执行。其结果,能够使阴极气体的流量和阴极气体流路110的压力的振荡不容易发生。此外,在取代阴极气体流量稳定判定部342而使用了阴极气体压力稳定判定部的情况下也是同样。
变形例
作为第二延迟处理部320、340(图5~图7)的判定条件,可以采用在上述的第二实施方式~第四实施方式中说明的条件以外的任意条件。即,作为第二延迟处理部,也可以是在从压缩机115的转矩目标值Ttar和调压阀125的开度目标值Vtar中的至少一方发生了变化的时间点起到预先确定的判定条件成立为止的期间将开度反馈Vfb置换为零的延迟处理部。不过,该判定条件优选与经过了预先确定的一定时间(与等待时间延迟等价的条件)不同。
以上,虽然基于几个实施例对本发明的实施方式进行了说明,但上述的发明的实施方式是为了使本发明容易理解,而并非限定本发明。本发明当然能够以不脱离其主旨和权利要求书的方式进行变更、改良,并且本发明当然包含其等价物。
Claims (10)
1.一种燃料电池系统,其中,具备:
燃料电池组;
压缩机,经由阴极气体流路向所述燃料电池组供给阴极气体;
调压阀,调整所述阴极气体流路的压力;
流量计,测定向所述燃料电池组供给的阴极气体的流量;
压力传感器,测定所述阴极气体流路的压力;以及
控制部,
所述控制部,
(i)根据所述阴极气体的流量目标值和所述阴极气体流路的压力目标值,计算所述压缩机的转矩目标值和所述调压阀的开度目标值,所述阴极气体的流量目标值和所述阴极气体流路的压力目标值根据所述燃料电池组的输出要求值而决定,
(ii)根据所述阴极气体的流量的测定值与所述流量目标值之间的差分计算所述压缩机的转矩反馈值,使用所述转矩目标值与所述转矩反馈值相加得到的转矩指令值来控制所述压缩机,
(iii)根据所述阴极气体流路的压力的测定值与所述压力目标值之间的差分计算所述调压阀的开度反馈值,使用将所述开度反馈值延迟而得到的延迟开度反馈值与所述调压阀的开度目标值相加得到的开度指令值来控制所述调压阀的开度。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统,
所述控制部包括使所述开度反馈值延迟的延迟处理部,
所述延迟处理部具备第一延迟处理部和第二延迟处理部中的至少一方,
所述第一延迟处理部执行一阶延迟和等待时间延迟中的至少一者或者二阶延迟和等待时间延迟中的至少一者,
所述第二延迟处理部在从所述转矩目标值和所述开度目标值中的至少一方发生了变化的时间点起到预先确定的判定条件成立为止的期间,将所述开度反馈值置换为零。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统,
所述控制部具有所述第二延迟处理部,
所述判定条件是所述转矩反馈值的绝对值成为预先确定的阈值以下。
4.根据权利要求2所述的燃料电池系统,
所述控制部具有所述第二延迟处理部,
所述判定条件包括所述阴极气体的流量的测定值与所述流量目标值之间的差分的绝对值成为预先确定的阈值以下及所述阴极气体的流量的测定值的每单位时间的变化量的绝对值成为预先确定的阈值以下中的至少一方。
5.根据权利要求2所述的燃料电池系统,
所述控制部具有所述第二延迟处理部,
所述判定条件包括所述阴极气体流路的压力的测定值与所述压力目标值之间的差分的绝对值成为预先确定的阈值以下及所述阴极气体流路的压力的测定值的每单位时间的变化量的绝对值成为预先确定的阈值以下中的至少一方。
6.一种燃料电池系统的控制方法,该燃料电池系统具备:
燃料电池组;
压缩机,经由阴极气体流路向所述燃料电池组供给阴极气体;
调压阀,调整所述阴极气体流路的压力;
流量计,测定向所述燃料电池组供给的阴极气体的流量;以及
压力传感器,测定所述阴极气体流路的压力,
其中,该控制方法包括:
(i)根据所述阴极气体的流量目标值和所述阴极气体流路的压力目标值,计算所述压缩机的转矩目标值和所述调压阀的开度目标值的工序,所述阴极气体的流量目标值和所述阴极气体流路的压力目标值根据所述燃料电池组的输出要求值而决定;
(ii)根据所述阴极气体的流量的测定值与所述流量目标值之间的差分计算所述压缩机的转矩反馈值,使用所述转矩目标值与所述转矩反馈值相加得到的转矩指令值来控制所述压缩机的工序;以及
(iii)根据所述阴极气体流路的压力的测定值与所述压力目标值之间的差分计算所述调压阀的开度反馈值,使用将所述开度反馈值延迟而得到的延迟开度反馈值与所述调压阀的开度目标值相加得到的开度指令值来控制所述调压阀的开度的工序。
7.根据权利要求6所述的燃料电池系统的控制方法,
在使所述开度反馈值延迟的延迟处理中,执行第一延迟处理和第二延迟处理中的至少一方,
所述第一延迟处理是执行一阶延迟和等待时间延迟中的至少一者或者二阶延迟和等待时间延迟中的至少一者的处理,
所述第二延迟处理是在从所述转矩目标值和所述开度目标值中的至少一方发生了变化的时间点起到预先确定的判定条件成立为止的期间,将所述开度反馈值置换为零的处理。
8.根据权利要求7所述的燃料电池系统的控制方法,
使所述开度反馈值延迟的延迟处理是所述第二延迟处理,
所述判定条件是所述转矩反馈值的绝对值成为预先确定的阈值以下。
9.根据权利要求7所述的燃料电池系统的控制方法,
使所述开度反馈值延迟的延迟处理是所述第二延迟处理,
所述判定条件包括所述阴极气体的流量的测定值与所述流量目标值之间的差分的绝对值成为预先确定的阈值以下及所述阴极气体的流量的测定值的每单位时间的变化量的绝对值成为预先确定的阈值以下中的至少一方。
10.根据权利要求7所述的燃料电池系统的控制方法,
使所述开度反馈值延迟的延迟处理是所述第二延迟处理,
所述判定条件包括所述阴极气体流路的压力的测定值与所述压力目标值之间的差分的绝对值成为预先确定的阈值以下及所述阴极气体流路的压力的测定值的每单位时间的变化量的绝对值成为预先确定的阈值以下中的至少一方。
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