DE102014107848B4 - Deterioration detection device for vehicle fuel cell unit - Google Patents
Deterioration detection device for vehicle fuel cell unit Download PDFInfo
- Publication number
- DE102014107848B4 DE102014107848B4 DE102014107848.9A DE102014107848A DE102014107848B4 DE 102014107848 B4 DE102014107848 B4 DE 102014107848B4 DE 102014107848 A DE102014107848 A DE 102014107848A DE 102014107848 B4 DE102014107848 B4 DE 102014107848B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fuel cell
- cell unit
- deterioration
- time constant
- difference
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
- B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
-
- 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
- H01M8/04858—Electric variables
- H01M8/04895—Current
- H01M8/0491—Current of fuel cell stacks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/70—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by fuel cells
- B60L50/72—Constructional details of fuel cells specially adapted for electric vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
- B60L58/32—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
-
- 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
- H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
-
- 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
- H01M8/04544—Voltage
- H01M8/04559—Voltage 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
- H01M8/04313—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
- H01M8/04664—Failure or abnormal function
-
- 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
- H01M8/04992—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
- 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
-
- 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
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- 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)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Transportation (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Health & Medical Sciences (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
Qualitätsminderungs-Detektionsvorrichtung für eine Fahrzeugbrennstoffzelleneinheit, die eine Qualitätsminderung in einer in ein Fahrzeug eingebauten Brennstoffzelleneinheit (20) detektiert, wobei die Vorrichtung umfasst:ein Sollwerteinstellmittel zum Einstellen eines durch Erhöhen eines Ist-Ausgangsstromwerts der Brennstoffzelleneinheit (20) in einem Stufenmuster um einen vorgegebenen Betrag erhaltenen Sollwerts;ein Übergangsantwort-Messmittel zum Ausführen einer Ausgangsstromsteuerung der Brennstoffzelleneinheit (20) in der Weise, dass der Ausgangsstromwert der Brennstoffzelleneinheit (20) dem Sollwert folgt, und zum Messen einer Übergangsantwort der Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit (20) unter der Ausgangsstromsteuerung;ein Übergangsantwort-Zerlegungsmittel zum Zerlegen der Übergangsantwort in der Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit (20) in eine erste Komponente, die eine verhältnismäßig schnelle Antwort repräsentiert, und in eine zweite Komponente, die eine verhältnismäßig langsame Antwort repräsentiert;ein Zeitkonstanten-Berechnungsmittel zum Berechnen einer ersten Zeitkonstante der ersten Komponente und einer zweiten Zeitkonstante der zweiten Komponente;ein Differenzberechnungsmittel zum Berechnen einer ersten Differenz, die eine Differenz zwischen einer ersten Referenzzeitkonstante und der ersten Zeitkonstante ist, und zum Berechnen einer zweiten Differenz, die eine Differenz zwischen einer zweiten Referenzzeitkonstante und der zweiten Zeitkonstante ist, wobei die erste Referenzzeitkonstante eine Zeitkonstante der ersten Komponente in der Brennstoffzelleneinheit (20) in einem Normalzustand ist, wobei die zweite Referenzzeitkonstante eine Zeitkonstante der zweiten Komponente in der Brennstoffzelleneinheit (20) in dem Normalzustand ist; undein Qualitätsminderungs-Bestimmungsmittel zum Bestimmen, dass eine Qualitätsminderung auftritt, die Änderungen eines reaktionsfähigen Zustands eines Katalysators der Brennstoffzelleneinheit (20) und des Widerstands innerhalb einer Zelle zugeordnet ist, und zum Bestimmen des Grads der Qualitätsminderung, falls die erste Differenz größer oder gleich einem vorgeschriebenen Wert der ersten Komponente ist, und zum Bestimmen, dass eine Qualitätsminderung auftritt, die einer Änderung eines Zuführungszustands von Wasserstoff und von Sauerstoff in der Brennstoffzelleneinheit (20) zugeordnet ist, und zum Bestimmen des Grads der Qualitätsminderung, falls die zweite Differenz größer oder gleich einem vorgeschriebenen Wert der zweiten Komponente ist,wobei, falls der auf der Grundlage der zweiten Differenz bestimmte Grad der Qualitätsminderung über einem vorgegebenen Bereich liegt:eine Operation zum Wiederherstellen der Brennstoffzelleneinheit (20) von der Qualitätsminderung unter Bedingungen ausgeführt wird, die die Entfernung von Feuchtigkeit in der Zelle aus der Brennstoffzelleneinheit (20) zulassen, falls die Temperatur der Brennstoffzelleneinheit (20) höher als ein vorgeschriebener Temperaturwert ist, undeine Operation zum Wiederherstellen der Brennstoffzelleneinheit (20) von der Qualitätsminderung unter einer Bedingung ausgeführt wird, die das Schmelzen von Eis in der Zelle der Brennstoffzelleneinheit (20) zulässt, falls die Temperatur der Brennstoffzelleneinheit (20) kleiner oder gleich dem vorgeschriebenen Temperaturwert ist;wobei die Dauer einer Wiederherstellungsoperation der Brennstoffzelleneinheit (20) für die Wiederherstellung von der Qualitätsminderung auf der Grundlage der ersten Differenz bestimmt wird, falls das Qualitätsminderungs-Bestimmungsmittel auf der Grundlage der ersten Differenz bestimmt, dass die Qualität der Brennstoffzelleneinheit (20) vermindert ist, undwobei die Dauer einer Wiederherstellungsoperation der Brennstoffzelleneinheit (20) für die Wiederherstellung von der Qualitätsminderung auf der Grundlage der zweiten Differenz bestimmt wird, falls das Qualitätsminderungs-Bestimmungsmittel auf der Grundlage der zweiten Differenz bestimmt, dass die Qualität der Brennstoffzelleneinheit (20) vermindert ist.Deterioration detection apparatus for a vehicular fuel cell unit that detects deterioration in a vehicle-mounted fuel cell unit (20), the apparatus comprising:target value setting means for setting a by increasing an actual output current value of the fuel cell unit (20) in a step pattern by a predetermined amount obtained target value;transient response measuring means for performing an output current control of the fuel cell unit (20) such that the output current value of the fuel cell unit (20) follows the target value, and measuring a transient response of the output voltage of the fuel cell unit (20) under the output current control;a transient response - decomposition means for decomposing the transient response in the output voltage of the fuel cell unit (20) into a first component representing a relatively fast response and a second component representing a relatively fast response slow response;a time constant calculating means for calculating a first time constant of the first component and a second time constant of the second component;a difference calculating means for calculating a first difference, which is a difference between a first reference time constant and the first time constant, and for calculating a second difference which is a difference between a second reference time constant and the second time constant, the first reference time constant being a time constant of the first component in the fuel cell unit (20) in a normal state, the second reference time constant being a time constant of the second component in the fuel cell unit (20 ) is in the normal state; anda deterioration determining means for determining that deterioration associated with changes in a reactive state of a catalyst of the fuel cell unit (20) and the resistance within a cell is occurring, and for determining the degree of deterioration if the first difference is greater than or equal to a prescribed one is value of the first component, and for determining that deterioration associated with a change in a supply state of hydrogen and oxygen in the fuel cell unit (20) is occurring, and for determining the degree of deterioration if the second difference is greater than or equal to one prescribed value of the second component, wherein if the degree of deterioration determined based on the second difference is above a predetermined range: an operation for recovering the fuel cell unit (20) from the deterioration under conditions are performed that allow the removal of in-cell moisture from the fuel cell unit (20) if the temperature of the fuel cell unit (20) is higher than a prescribed temperature value, and an operation for recovering the fuel cell unit (20) from deterioration is performed under a condition which allows ice in the cell of the fuel cell unit (20) to melt if the temperature of the fuel cell unit (20) is equal to or lower than the prescribed temperature value;wherein the duration of a recovery operation of the fuel cell unit (20) for recovery from deterioration is determined based on the first difference if the deterioration determining means determines based on the first difference that the quality of the fuel cell unit (20) is deteriorated, and wherein the duration of a recovery operation of the fuel cell unit (20) for the replay recovery from the deterioration is determined based on the second difference if the deterioration determining means determines based on the second difference that the quality of the fuel cell unit (20) is reduced.
Description
[Technisches Gebiet][Technical Field]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Qualitätsminderungs-Detektionsvorrichtung für eine in ein Fahrzeug eingebaute Brennstoffzelleneinheit.The present invention relates to a deterioration detection device for a vehicle-mounted fuel cell unit.
[Technologischer Hintergrund][Technological Background]
In den letzten Jahren ist auf dem Gebiet der Fahrzeuge wie etwa der Zweiradfahrzeuge und der Vierradfahrzeuge ein Fahrzeug bekanntgeworden, das z. B. mit einer Polymerelektrolytbrennstoffzelle (Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelleneinheit) ausgestattet ist, die angesichts der globalen Umwelt Polymermembranen als ihre Leistungsquelle enthält. In einer Polymerelektrolytbrennstoffzelle sind mehrere Zellen, von denen jede eine Grundeinheitskomponente ist, gestapelt und in Reihe geschaltet, um einen Stapel zu bilden. In jeder Zelle sind eine Anode (Brennstoffelektrode) und eine Katode (Luftelektrode) mit einer Polymermembran (Protonenaustauschmembran) dazwischen miteinander verbunden, wobei auf den Außenseiten aus Rußpapier hergestellte Tragkollektoren angeordnet sind. Darüber hinaus sind auf den Außenseiten Separatoren mit Strömungswegen angeordnet, durch die Kühlwasser strömt. Die Anode und die Katode sind jeweils aus einem Elektrolyten und aus einem Katalysator, in dem feine Platinpartikel auf einem Kohlenstoffträger getragen sind, gebildet. Wenn Wasserstoff zu der Anode eingeleitet wird, wird er ionisiert, wobei die Wasserstoffionen durch die Protonenaustauschmembran zu der Katode laufen. Gleichzeitig laufen die in der Ionisation emittierten Elektronen nicht durch die Protonenaustauschmembran, sondern durch eine leitende Leitung nach außen und erzeugen dadurch einen Strom. Sauerstoff, der zu der Katode eingeleitet wird, reagiert mit den Wasserstoffionen, die durch die Polymermembran hereinkommen, und mit den Elektronen, die durch die äußere leitende Leitung hereinkommen, und bildet dabei Wasser und wird daraufhin abgelassen.In recent years, in the field of vehicles such as two-wheeled vehicles and four-wheeled vehicles, a vehicle has been known. B. is equipped with a polymer electrolyte fuel cell (polymer electrolyte membrane fuel cell unit) containing polymer membranes as its power source in view of the global environment. In a polymer electrolyte fuel cell, a plurality of cells, each of which is a basic unit component, are stacked and connected in series to form a stack. In each cell, an anode (fuel electrode) and a cathode (air electrode) are connected to each other with a polymer membrane (proton exchange membrane) therebetween, with supporting collectors made of carbon black paper being placed on the outsides. In addition, separators with flow paths through which cooling water flows are arranged on the outer sides. The anode and the cathode are each formed of an electrolyte and a catalyst in which platinum fine particles are carried on a carbon carrier. When hydrogen is introduced to the anode, it becomes ionized, with the hydrogen ions passing through the proton exchange membrane to the cathode. At the same time, the electrons emitted in the ionization do not run through the proton exchange membrane, but through a conductive line to the outside, thereby generating a current. Oxygen introduced to the cathode reacts with the hydrogen ions coming in through the polymer membrane and with the electrons coming in through the outer conductive line to form water and is then vented.
Wenn ein Fahrzeug, das mit einer solchen Brennstoffzelle ausgestattet ist, tatsächlich verwendet wird, ändern sich während der Fahrt die Last und die Umgebung sowie während der Lagerung die Umgebung auf verschiedene Weise. Im Ergebnis tritt in der Brennstoffzelleneinheit eine vorübergehende oder dauerhafte Leistungsverringerung (Qualitätsminderung) wie etwa eine Oxidation der Oberfläche des Platinkatalysators, dessen Auflösung, Trocknen und Durchlochung der Protonaustauschmembranen, übermäßige Feuchtigkeit und Eis in den Zellen, Oxidation der Oberflächen der Separatoren und dergleichen auf. Unter diesen Qualitätsminderungsarten sind die Oxidation der Oberfläche des Platinkatalysators, das Trocknen der Protonenaustauschmembran und die übermäßige Feuchtigkeit und Eis in den Zellen eine vorübergehende Qualitätsminderung der Brennstoffzelleneinheit. Wenn eine solche Qualitätsminderung auftritt, ist es notwendig, die Brennstoffzelleneinheit unter Bedingungen zu betreiben, die ermöglichen, dass sie von der Qualitätsminderung wiederhergestellt wird (im Folgenden Wiederherstellungsoperation), um die Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelleneinheit wiederzuerlangen. Genauer ist es notwendig: den Grad der Qualitätsminderung der Brennstoffzelleneinheit zu detektieren; auf der Grundlage des Detektionsergebnisses die Notwendigkeit einer Wiederherstellungsoperation zu bestimmen; ferner die Ursache der Qualitätsminderung der Brennstoffzelleneinheit zu identifizieren; und auf der Grundlage der Ursache der Qualitätsminderung eine für die Wiederherstellung aus dem Zustand verminderter Qualität geeignete Wiederherstellungsoperationsbedingung zu wählen.When a vehicle equipped with such a fuel cell is actually used, the load and environment during running and the environment during storage change in various ways. As a result, in the fuel cell unit, temporary or permanent performance reduction (deterioration) such as oxidation of the surface of the platinum catalyst, its dissolution, drying and puncture of the proton exchange membranes, excessive moisture and ice in the cells, oxidation of the surfaces of the separators, and the like occurs. Among these types of deterioration, oxidation of the surface of the platinum catalyst, drying of the proton exchange membrane, and excessive moisture and ice in the cells are temporary deterioration of the fuel cell unit. When such deterioration occurs, it is necessary to operate the fuel cell unit under conditions that allow it to be recovered from the deterioration (hereinafter, recovery operation) in order to recover the performance of the fuel cell unit. More specifically, it is necessary to: detect the degree of deterioration of the fuel cell unit; determine the need for a recovery operation based on the detection result; further to identify the cause of the deterioration of the fuel cell unit; and select a recovery operation condition suitable for recovery from the degraded state based on the cause of the quality degradation.
Als eine Technik zur Bestimmung einer Qualitätsminderung in einer Brennstoffzelleneinheit schlägt z. B. das Patentdokument 1 ein System vor, das die Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit auf ein im Voraus festgelegtes Abfallmuster steuert und auf der Grundlage einer Menge an Elektrizität, die durch Integrieren der Messwerte des Ausgangsstroms der Brennstoffzelleneinheit während dieser Steuerung ermittelt wird, eine Qualitätsminderung der Brennstoffeinheit bestimmt. Nach einem Luftblasprozess an den Katoden führt dieses System den Ausgangsstrom-Messprozess aus, um eine Qualitätsminderung in dem Träger, der den Katalysator trägt, zu bestimmen, und führt es danach denselben Messprozess erneut aus, um eine Änderung des Katalysators zu bestimmen. Außerdem schlägt das Patentdokument 2 ein Brennstoffzellensystem vor, das die Brennstoffzelleneinheit zu einem geeigneten Zeitpunkt entlädt, um zu verhindern, dass sich die Qualität der Protonenaustauschmembranen vermindert, indem die Ladungsmenge in der Spannung der Brennstoffzelleneinheit detektiert wird, nachdem ihre Leistungserzeugung angehalten worden ist.As a technique for determining deterioration in a fuel cell unit, e.g. For example,
Dokument
Dokument
Dokument
[Stand der Technik][State of the art]
[Patentdokumente][patent documents]
-
[Patentdokument 1] Japanische offengelegte Patentanmeldung
JP 2012- 89 448 A JP 2012- 89 448 A -
[Patentdokument 2] Japanische offengelegte Patentanmeldung
JP 2012- 28 221 A JP 2012-28 221 A -
[Patentdokument 3]
DE 10 2004 005 530 A1 DE 10 2004 005 530 A1 -
[Patentdokument 4]
US 2009 / 0 061 263 A1 U.S. 2009/0 061 263 A1 -
[Patentdokument 5]
US 2013/0 059 215 A1 US 2013/0059215 A1
[Zusammenfassung der Erfindung][Summary of the Invention]
[Durch die Erfindung zu lösende Probleme][Problems to be Solved by the Invention]
Obwohl das System aus Patentdokument 1 eine Qualitätsminderung in der Brennstoffzelleneinheit, die dem Katalysator und seinem Träger zuzuschreiben ist, detektieren kann, kann das System allerdings keine Qualitätsminderung in der Brennstoffzelleneinheit detektieren, die anderen Faktoren wie etwa übermäßiger Feuchtigkeit in den Zellen und einer Verminderung des Zufuhrzustands des Wasserstoffs und des Sauerstoffs zuzuschreiben ist. Somit ist es unmöglich, eine geeignete Bedingung für die Wiederherstellungsoperation der Brennstoffzelleneinheit zu wählen, falls die Ursache der Qualitätsminderung eine andere als der Katalysator und sein Träger ist. Andererseits kann das System aus Patentdokument 2 nicht den Grad der Qualitätsminderung der Brennstoffzelleneinheit detektieren und die tatsächliche Ursache der Qualitätsminderung unter verschiedenen Ursachen der Qualitätsminderung identifizieren. Somit ist es wie in dem System des Patentdokuments 1 unmöglich, die Wiederherstellungsoperation der Brennstoffzelleneinheit geeignet auszuführen.Although the system of
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Umstände gemacht, wobei es eine Aufgabe von ihr ist, die Ursache einer im Ergebnis der tatsächlichen Verwendung eines mit der Brennstoffzelleneinheit ausgestatteten Fahrzeugs auftretenden Qualitätsminderung genau zu bestimmen, so dass die Bedingung für eine Wiederherstellungsoperation für die Qualitätsminderung geeignet gewählt wird.The present invention has been made in view of the above circumstances, an object of which is to accurately determine the cause of deterioration occurring as a result of actual use of a vehicle equipped with the fuel cell unit, so that the condition for a recovery operation for the deterioration is suitably selected will.
[Mittel zur Lösung der Probleme][Means for solving the problems]
Die vorliegende Erfindung ist im unabhängigen Patentanspruch 1 definiert. Die abhängigen Patentansprüche definieren Ausführungsformen der Erfindung.The present invention is defined in
Zur Lösung der Probleme in den herkömmlichen Techniken schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Detektion einer Qualitätsminderung in einer in ein Fahrzeug eingebauten Brennstoffzelleneinheit, wobei die Vorrichtung umfasst:
- ein Sollwerteinstellmittel zum Einstellen eines durch Erhöhen eines Ist-Ausgangsstromwerts der Brennstoffzelleneinheit in einem Stufenmuster um einen vorgegebenen Betrag erhaltenen Sollwerts;
- ein Übergangsantwort-Messmittel zum Ausführen einer Ausgangsstromsteuerung der Brennstoffzelleneinheit in der Weise, dass der Ausgangsstromwert der Brennstoffzelleneinheit dem Sollwert folgt, und zum Messen einer Übergangsantwort der Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit unter der Ausgangsstromsteuerung;
- ein Übergangsantwort-Zerlegungsmittel zum Zerlegen der Übergangsantwort in der Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit in eine erste Komponente, die eine verhältnismäßig schnelle Antwort repräsentiert, und in eine zweite Komponente, die eine verhältnismäßig langsame Antwort repräsentiert; ein Zeitkonstanten-Berechnungsmittel zum Berechnen einer ersten Zeitkonstante der ersten Komponente und einer zweiten Zeitkonstante der zweiten Komponente;
- ein Differenzberechnungsmittel zum Berechnen einer ersten Differenz, die eine Differenz zwischen einer ersten Referenzzeitkonstante und der ersten Zeitkonstante ist, und zum Berechnen einer zweiten Differenz, die eine Differenz zwischen einer zweiten Referenzzeitkonstante und der zweiten Zeitkonstante ist, wobei die erste Referenzzeitkonstante eine Zeitkonstante der ersten Komponente in der Brennstoffzelleneinheit in einem Normalzustand ist, wobei die zweite Referenzzeitkonstante eine Zeitkonstante der zweiten Komponente in der Brennstoffzelleneinheit in dem Normalzustand ist; und
- ein Qualitätsminderungs-Bestimmungsmittel zum Bestimmen, dass eine Qualitätsminderung auftritt, die Änderungen eines reaktionsfähigen Zustands eines Katalysators der Brennstoffzelleneinheit und des Widerstands innerhalb einer Zelle zugeordnet ist, und zum Bestimmen des Grads der Qualitätsminderung, falls die erste Differenz größer als ein vorgeschriebener Wert der ersten Komponente ist, und zum Bestimmen, dass eine Qualitätsminderung auftritt, die einer Änderung eines Zuführungszustands von Wasserstoff und von Sauerstoff in der Brennstoffzelleneinheit zugeordnet ist, und zum Bestimmen des Grads der Qualitätsminderung, falls die zweite Differenz größer als ein vorgeschriebener Wert der zweiten Komponente ist.
- a target value setting means for setting a target value obtained by increasing an actual output current value of the fuel cell unit in a step pattern by a predetermined amount;
- transient response measuring means for performing output current control of the fuel cell unit such that the output current value of the fuel cell unit follows the target value and measuring a transient response of the output voltage of the fuel cell unit under the output current control;
- transient response decomposition means for decomposing the transient response in the output voltage of the fuel cell unit into a first component representing a relatively fast response and a second component representing a relatively slow response; a time constant calculation means for calculating a first time constant of the first component and a second time constant of the second component;
- a difference calculation means for calculating a first difference which is a difference between a first reference time constant and the first time constant and for calculating a second difference which is a difference between a second reference time constant and the second time constant, the first reference time constant being a time constant of the first component in the fuel cell unit is in a normal state, wherein the second reference time constant is a time constant of the second component in the fuel cell unit in the normal state; and
- deterioration determining means for determining that deterioration associated with changes in a reactive state of a catalyst of the fuel cell unit and resistance within a cell is occurring, and for determining the degree of deterioration if the first difference is greater than a prescribed value of the first component is, and for determining that a deterioration associated with a change in a supply state of hydrogen and oxygen in the fuel cell unit occurs, and to determining the degree of degradation if the second difference is greater than a prescribed value of the second component.
Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung derart sein, dass:
- falls der auf der Grundlage der ersten Differenz bestimmte Grad der Qualitätsminderung über einem vorgegebenen Bereich liegt: ein erster Stromwert und ein erster Spannungswert der Brennstoffzelleneinheit in einem ersten Gebiet, in dem die Stromdichte verhältnismäßig niedrig ist, gemessen werden und ein zweiter Stromwert und ein zweiter Spannungswert der Brennstoffzelleneinheit in einem zweiten Gebiet, in dem die Stromdichte höher als in dem ersten Gebiet ist, gemessen werden;
- eine Operation zum Wiederherstellen der Brennstoffzelleneinheit von der Qualitätsminderung unter Bedingungen ausgeführt wird, die eine Reduktionsreaktion einer Katalysatoroberfläche der Zelle der Brennstoffzelleneinheit fördern, falls eine Differenz zwischen einem Spannungswert der durch den ersten Stromwert angesteuerten Brennstoffzelleneinheit in dem Normalzustand und dem ersten Spannungswert größer als ein erster vorgeschriebener Spannungswert bei dem ersten Stromwert ist; und
- eine Operation zum Wiederherstellen der Brennstoffzelleneinheit von der Qualitätsminderung unter Verwendung einer Bedingung ausgeführt wird, die eine Befeuchtung einer Polymermembran der Zelle der Brennstoffzelleneinheit zulässt, falls die Differenz zwischen dem Spannungswert der durch den ersten Stromwert angesteuerten Brennstoffzelleneinheit in dem Normalzustand und dem ersten Spannungswert kleiner oder gleich dem ersten vorgeschriebenen Spannungswert bei dem ersten Stromwert ist und eine Differenz zwischen einem Spannungswert der durch den zweiten Stromwert angesteuerten Brennstoffzelleneinheit in dem Normalzustand und dem zweiten Spannungswert größer als ein zweiter vorgeschriebener Spannungswert bei dem zweiten Stromwert ist.
- if the degree of deterioration determined based on the first difference is above a predetermined range: measuring a first current value and a first voltage value of the fuel cell unit in a first area where the current density is relatively low, and a second current value and a second voltage value of the fuel cell unit are measured in a second area in which the current density is higher than in the first area;
- an operation for recovering the fuel cell unit from deterioration is performed under conditions promoting a reduction reaction of a catalyst surface of the cell of the fuel cell unit if a difference between a voltage value of the fuel cell unit driven by the first current value in the normal state and the first voltage value is larger than a first prescribed one voltage value at the first current value; and
- an operation for recovering the fuel cell unit from deterioration is performed using a condition that allows humidification of a polymer membrane of the cell of the fuel cell unit if the difference between the voltage value of the fuel cell unit driven by the first current value in the normal state and the first voltage value is less than or equal to the first prescribed voltage value at the first current value and a difference between a voltage value of the fuel cell unit driven by the second current value in the normal state and the second voltage value is larger than a second prescribed voltage value at the second current value.
Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung derart sein, dass,
falls der auf der Grundlage der zweiten Differenz bestimmte Grad der Qualitätsminderung über einem vorgegebenen Bereich liegt:
- eine Operation zum Wiederherstellen der Brennstoffzelleneinheit von der Qualitätsminderung unter Bedingungen ausgeführt wird, die die Entfernung von Feuchtigkeit in der Zelle aus der Brennstoffzelleneinheit zulassen, falls die Temperatur der Brennstoffzelleneinheit höher als ein vorgeschriebener Temperaturwert ist, und
- eine Operation zum Wiederherstellen der Brennstoffzelleneinheit von der Qualitätsminderung unter Bedingungen ausgeführt wird, die das Schmelzen gefrorener Feuchtigkeit in der Zelle der Brennstoffzelleneinheit zulassen, falls die Temperatur der Brennstoffzelleneinheit niedriger als der vorgeschriebene Temperaturwert ist.
if the level of degradation determined based on the second difference is above a specified range:
- an operation for recovering the fuel cell unit from deterioration is performed under conditions that allow removal of in-cell moisture from the fuel cell unit if the temperature of the fuel cell unit is higher than a prescribed temperature value, and
- an operation for recovering the fuel cell unit from deterioration is performed under conditions that allow melting of frozen moisture in the cell of the fuel cell unit if the temperature of the fuel cell unit is lower than the prescribed temperature value.
Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung derart sein, dass die Dauer einer Wiederherstellungsoperation der Brennstoffzelleneinheit für die Wiederherstellung von der Qualitätsminderung auf der Grundlage der ersten Differenz bestimmt wird, falls das Qualitätsminderungs-Bestimmungsmittel auf der Grundlage der ersten Differenz bestimmt, dass die Qualität der Brennstoffzelleneinheit vermindert ist, und dass die Dauer einer Wiederherstellungsoperation der Brennstoffzelleneinheit für die Wiederherstellung von der Qualitätsminderung auf der Grundlage der zweiten Differenz bestimmt wird, falls das Qualitätsminderungs-Bestimmungsmittel auf der Grundlage der zweiten Differenz bestimmt, dass die Qualität der Brennstoffzelleneinheit vermindert ist.Moreover, the present invention may be such that the duration of a recovery operation of the fuel cell unit for recovery from the deterioration is determined based on the first difference if the deterioration determination means determines based on the first difference that the fuel cell unit is deteriorating and that the duration of a recovery operation of the fuel cell unit for recovery from the deterioration is determined based on the second difference if the deterioration determination means determines based on the second difference that the fuel cell unit is degraded.
Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung derart sein, dass, falls eine Wiederherstellungsoperation für die Wiederherstellung von der durch das Qualitätsminderungs-Bestimmungsmittel bestimmten Qualitätsminderung ausgeführt wird, die Brennstoffzelleneinheit aber nicht von der Qualitätsminderung wiederhergestellt wird, und falls eine Verringerung eines Ausgangsspannungswerts der Brennstoffzelleneinheit nach der Wiederherstellungsoperation von dem Ausgangsspannungswert der Brennstoffzelleneinheit in den Normalzustand kleiner als ein vorgegebenes zulässiges Niveau ist:
- ein neuer Sollwert für den Ausgangsstromwert der Brennstoffzelleneinheit eingestellt wird;
- eine Übergangsantwort der Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit unter einer solchen Steuerung, dass ihr Ausgangsstromwert dem neuen Sollwert folgt, gemessen wird;
- die Übergangsantwort der Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit in die erste Komponente und in die zweite Komponente zerlegt wird;
- eine dritte Zeitkonstante der ersten Komponente und eine vierte Zeitkonstante der zweiten Komponente berechnet werden und die erste Referenzzeitkonstante durch die dritte Zeitkonstante ersetzt wird und die zweite Referenzzeitkonstante durch die vierte Zeitkonstante ersetzt wird.
- a new target value for the output current value of the fuel cell unit is set;
- a transient response of the output voltage of the fuel cell unit is measured under control such that its output current value follows the new target value;
- the transient response of the output voltage of the fuel cell unit is decomposed into the first component and the second component;
- a third time constant of the first component and a fourth time constant of the second component are calculated and the first reference time constant is replaced by the third time constant and the second reference time constant is replaced by the fourth time constant.
[Vorteilhafte Effekte der Erfindung][Advantageous Effects of the Invention]
Wie oben beschrieben wurde, führt die Qualitätsminderungs-Detektionsvorrichtung für eine Fahrzeugbrennstoffzelleneinheit in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung Folgendes aus: Einstellen eines Sollwerts, der durch Erhöhen des Ist-Ausgangsstromwerts der Brennstoffzelleneinheit erhalten wird, in einem Stufenmuster um einen vorgegebenen Betrag; Messen der Übergangsantwort der Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit unter einer Steuerung, bei der der Ausgangsstromwert dem Sollwert folgt; und Bestimmen der Ursache und des Grads der Qualitätsminderung der Brennstoffzelleneinheit auf der Grundlage der ersten Komponente in der Übergangsantwort, die eine verhältnismäßig schnelle Antwort repräsentiert, und der zweiten Komponente in der Übergangsantwort, die eine verhältnismäßig langsame Antwort repräsentiert. Auf diese Weise kann die Notwendigkeit einer Wiederherstellungsoperation für die Brennstoffzelleneinheit bestimmt werden. Darüber hinaus kann eine Wiederherstellungsoperation dadurch ausgeführt werden, dass eine geeignete Bedingung für die Wiederherstellung von der Qualitätsminderung gewählt wird, falls in der Brennstoffzelleneinheit eine Qualitätsminderung auftritt.As described above, the deterioration detection apparatus for a vehicle fuel cell unit according to the present invention: sets a target value obtained by increasing the actual output current value of the fuel cell unit in a step pattern by a predetermined amount; measuring the transient response of the output voltage of the fuel cell unit under a control where the output current value follows the target value; and determining the cause and degree of degradation of the fuel cell assembly based on the first component in the transient response representing a relatively fast response and the second component in the transient response representing a relatively slow response. In this way, the need for a recovery operation for the fuel cell unit can be determined. Furthermore, a recovery operation can be performed by selecting an appropriate condition for recovery from deterioration if deterioration occurs in the fuel cell unit.
Falls der auf der Grundlage der ersten Komponente in der oben beschriebenen Übergangsantwort, die eine verhältnismäßig schnelle Antwort repräsentiert, bestimmte Grad der Qualitätsminderung über einem vorgegebenen Bereich liegt, werden die Stromwerte und die Spannungswerte der Brennstoffzelleneinheit in mehreren verschiedenen Stromdichtegebieten gemessen. Auf diese Weise kann die Ursache der Qualitätsminderung auf der Grundlage dieser Stromwerte und Spannungswerte spezifischer bestimmt werden. Dementsprechend kann auf der Grundlage der ersten Komponente, die eine verhältnismäßig schnelle Antwort repräsentiert, eine besser geeignete Bedingung für die Wiederherstellung von der bestimmten Qualitätsminderung gewählt werden, wenn eine Wiederherstellungsoperation ausgeführt werden soll.If the degree of deterioration determined based on the first component in the transient response described above, which represents a relatively fast response, is above a predetermined range, the current values and the voltage values of the fuel cell unit are measured in several different current density regions. In this way, the cause of the deterioration can be determined more specifically based on these current values and voltage values. Accordingly, based on the first component representing a relatively fast response, a more appropriate condition for recovery from the determined degradation can be chosen when a recovery operation is to be performed.
Falls der auf der Grundlage der zweiten Komponente in der obenerwähnten Übergangsantwort, die eine verhältnismäßig langsame Antwort repräsentiert, bestimmte Grad der Qualitätsminderung über einem vorgegebenen Bereich liegt, wird die Temperatur der Brennstoffzelleneinheit gemessen. Auf diese Weise kann die Ursache der Qualitätsminderung auf der Grundlage der gemessenen Temperatur spezifischer bestimmt werden. Dementsprechend kann auf der Grundlage der zweiten Komponente, die eine verhältnismäßig langsame Antwort repräsentiert, eine besser geeignete Bedingung gewählt werden, wenn eine Wiederherstellungsoperation von der bestimmten Qualitätsminderung ausgeführt werden soll.If the degree of deterioration determined based on the second component in the aforementioned transient response, which represents a relatively slow response, is above a predetermined range, the temperature of the fuel cell assembly is measured. In this way, the cause of the deterioration can be determined more specifically based on the measured temperature. Accordingly, based on the second component representing a relatively slow response, a more appropriate condition can be chosen when a recovery operation is to be performed from the determined degradation.
Falls auf der Grundlage der ersten Komponente in der Übergangsantwort, die eine verhältnismäßig schnelle Antwort repräsentiert, bestimmt wird, dass eine Qualitätsminderung auftritt, wird die Dauer der Wiederherstellungsoperation auf der Grundlage der ersten Differenz zwischen der obenerwähnten ersten Zeitkonstante und der ersten Referenzzeitkonstante berechnet. Falls auf der Grundlage der zweiten Komponente in der Übergangsantwort, die eine verhältnismäßig langsame Antwort repräsentiert, bestimmt wird, dass eine Qualitätsminderung auftritt, wird die Dauer der Wiederherstellungsoperation auf der Grundlage der zweiten Differenz zwischen der obenerwähnten zweiten Zeitkonstante und der zweiten Referenzzeitkonstante berechnet. Auf diese Weise kann die Dauer der Wiederherstellungsoperation in Übereinstimmung mit der Ursache der Qualitätsminderung optimiert werden. Dementsprechend ist es möglich, die Wirkung der Wiederherstellungsoperation auf die Fahrt des Fahrzeugs wie etwa eine Verringerung der Ausgabe der Brennstoffzelleneinheit zu verringern.If it is determined that degradation is occurring based on the first component in the transient response representing a relatively fast response, the duration of the recovery operation is calculated based on the first difference between the aforementioned first time constant and the first reference time constant. If it is determined that degradation is occurring based on the second component in the transient response representing a relatively slow response, the duration of the recovery operation is calculated based on the second difference between the aforementioned second time constant and the second reference time constant. In this way, the duration of the recovery operation can be optimized in accordance with the cause of the degradation. Accordingly, it is possible to reduce the effect of the recovery operation on the running of the vehicle, such as a decrease in the output of the fuel cell unit.
Falls eine Wiederherstellungsoperation für die Wiederherstellung von der Qualitätsminderung ausgeführt wird, die Wiederherstellung von der Qualitätsminderung aber nicht erzielt, und eine Verringerung des Ausgangsspannungswerts der Brennstoffzelleneinheit nach der Wiederherstellungsoperation von dem Ausgangsspannungswert der Brennstoffzelleneinheit in dem Normalzustand niedriger als ein vorgegebener zulässiger Pegel ist, ist es weiterhin möglich, mit der Verwendung der Brennstoffzelleneinheit fortzufahren, obwohl sich ihre Leistungsfähigkeit verringert hat. In diesem Fall kann die Bestimmung des Auftretens einer vorübergehenden Qualitätsminderung fortgesetzt werden und kann eine geeignete Wiederherstellungsoperation ausgeführt werden, indem der Prozess des Ersetzens der obenerwähnten Referenzspannungswerte ausgeführt wird.If a recovery operation for recovery from deterioration is performed but recovery from deterioration is not achieved, and a decrease in the output voltage value of the fuel cell unit after the recovery operation from the output voltage value of the fuel cell unit in the normal state is lower than a predetermined allowable level, it is still possible to continue using the fuel cell unit even though its performance has decreased. In this case, the determination of the occurrence of a temporary deterioration can be continued and an appropriate recovery operation can be performed by performing the process of replacing the reference voltage values mentioned above.
Figurenlistecharacter list
-
1 ist ein Blockschaltplan einer Qualitätsminderungs-Detektionsvorrichtung für eine Fahrzeugbrennstoffzelleneinheit in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.1 12 is a block diagram of a deterioration detection device for a vehicle fuel cell unit in accordance with an embodiment of the present invention. -
2 ist ein Konfigurationsdiagramm eines ersten DC/DC-Wandlers der Qualitätsminderungs-Detektionsvorrichtung für eine Fahrzeugbrennstoffzelleneinheit in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.2 14 is a configuration diagram of a first DC/DC converter of the deterioration detection device for a vehicle fuel cell unit in accordance with the embodiment of the present invention. -
3 ist ein Satz von Graphen, die Übergangscharakteristiken der Brennstoffzelleneinheit zeigen.3 Fig. 12 is a set of graphs showing transient characteristics of the fuel cell unit. -
4 ist ein Ablaufplan, der die Prozedur eines in der Qualitätsminderungs-Detektionsvorrichtung ausgeführten Qualitätsminderungs-Detektionsprozesses zeigt.4 Fig. 12 is a flowchart showing the procedure of a deterioration detection process executed in the deterioration detection apparatus. -
5 ist ein Graph, der eine Verlustcharakteristik der Brennstoffzelleneinheit zeigt.5 FIG. 14 is a graph showing a loss characteristic of the fuel cell unit. -
6 ist ein Graph, der Charakteristiken der Brennstoffzelleneinheit, wenn eine Aktivierungspolarisation erhöht wird, zeigt.6 14 is a graph showing characteristics of the fuel cell unit when activation polarization is increased. -
7 ist ein Graph, der die Charakteristiken der Brennstoffzelleneinheit, wenn ein Polarisationswiderstand erhöht wird, zeigt.7 14 is a graph showing the characteristics of the fuel cell unit when a polarization resistance is increased. -
8 ist ein Ablaufplan, der die Prozedur eines Prozesses zum Wählen der Bedingung für eine Wiederherstellungsoperation der Brennstoffzelleneinheit in einem Zustand verminderter Qualität zeigt. 14 is a flowchart showing the procedure of a process for selecting the condition for a recovery operation of the fuel cell unit in a degraded state.8th -
9 ist ein Ablaufplan, der die Prozedur eines Prozesses zum Wählen der Bedingung für die Wiederherstellungsoperation der Brennstoffzelleneinheit in einem Zustand verminderter Qualität zeigt.9 14 is a flowchart showing the procedure of a process for selecting the condition for the recovery operation of the fuel cell unit in a degraded state. -
10 ist ein Ablaufplan, der die Prozedur eines Prozesses zeigt, der nach der Wiederherstellungsoperation der Brennstoffzelleneinheit mit verminderter Qualität ausgeführt wird.10 14 is a flowchart showing the procedure of a process performed after the degraded fuel cell unit recovery operation. -
11 ist ein Zeitablaufplan, der die in einer Änderung des Qualitätsminderungs-Detektionsprozesses gemessene Signalform der Spannung der Brennstoffzelleneinheit zeigt.11 14 is a timing chart showing the measured voltage waveform of the fuel cell unit in a change of the deterioration detection process. -
12 ist ein Zeitablaufplan, der die in der Änderung des Qualitätsminderungs-Detektionsprozesses gemessene Signalform der Spannung der Brennstoffzelleneinheit zeigt.12 14 is a timing chart showing the measured voltage waveform of the fuel cell unit in the change of the deterioration detection process.
[Ausführungsarten der Erfindung][Modes for Carrying Out the Invention]
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand einer dargestellten Ausführungsform ausführlich beschrieben.
Die Schalter SW1 bis SW4 sind Schaltelemente, wobei z. B. Leistungs-MOSFETs verwendet sind. Falls in dem ersten DC/DC-Wandler 30 eine Spannungserhöhungsoperation ausgeführt wird, ist der Schalter SW1 eingeschaltet, ist der Schalter SW2 ausgeschaltet und werden die Schalter SW3 und SW4 mit einem Tastgrad, der der Differenz von Eingangs- und Ausgangsspannung entspricht, geschaltet. Darüber hinaus sind, falls in dem ersten DC/DC-Wandler 30 eine Spannungsverringerungsoperation ausgeführt wird, der erste Schalter SW4 eingeschaltet, der zweite Schalter SW3 ausgeschaltet und werden die Schalter SW1 und SW2 mit einem Tastgrad, der der Differenz von Eingangs- und Ausgangsspannung entspricht, geschaltet. Das Schalten der Schalter SW1 bis SW4 wird auf der Grundlage der Ergebnisse der Detektion durch den Spannungssensor 31 und durch den Stromsensor 32 in der Weise gesteuert, dass die Spannung und der Strom ihren vorgegebenen Sollwerten folgen.The switches SW1 to SW4 are switching elements, e.g. B. power MOSFETs are used. If a boosting operation is performed in the first DC/
Die Prozedur eines Prozesses zum Steuern der Wiederherstellung der Brennstoffzelleneinheit 20, die in der Datenverarbeitungsvorrichtung 10 ausgeführt wird, ist wie folgt. Anfangs wird ein Qualitätsminderungs-Detektionsprozess für die Brennstoffzelleneinheit 20 ausgeführt und auf der Grundlage des Detektionsergebnisses bestimmt, ob eine Wiederherstellungsoperation der Brennstoffzelleneinheit 20 ausgeführt werden soll. Falls bestimmt wird, dass eine Wiederherstellungsoperation der Brennstoffzelleneinheit 20 notwendig ist, wird auf der Grundlage des Zustands der Qualitätsminderung die Bedingung für die Wiederherstellungsoperation gewählt. Daraufhin wird unter Verwendung der gewählten Bedingung die Wiederherstellungsoperation der Brennstoffzelleneinheit 20 ausgeführt. Nach der Wiederherstellungsoperation wird geprüft, ob die Ausgabe der Brennstoffzelleneinheit 20 wiedergewonnen wurde. Falls die Ausgabe noch nicht wiedergewonnen wurde, wird eine später zu beschreibende Wiederherstellungsprozess-Nachbearbeitung ausgeführt. Diese Prozesse werden ausgeführt, während veranlasst wird, dass die Brennstoffzelleneinheit 20 Leistung erzeugt. Somit wird während der Prozesse Leistung von der Brennstoffzelleneinheit 20 ausgegeben. Wie oben erwähnt wurde, wird der Ausgangsstrom der Brennstoffzelleneinheit 20 über den ersten DC/DC-Wandler 30 und den Wechselrichter 40 an den Motor 50 ausgegeben, wodurch der Motor 50 angesteuert wird, oder über den ersten DC/DC-Wandler 30 und über den zweiten DC/DC-Wandler 60 an die Batterie 70 ausgegeben, wodurch die Batterie 70 geladen wird. Die Motoransteuerung und die Batterieladung werden in Übereinstimmung mit dem Fahrzustand des Fahrzeugs und mit dem Ladezustand der Batterie 70 ausgeführt.The procedure of a process for controlling the regeneration of the
[Detektion einer Qualitätsminderung der Brennstoffzelleneinheit][Detection of deterioration of fuel cell unit]
In dieser Ausführungsform werden der Grad und die Ursache einer Qualitätsminderung der Brennstoffzelleneinheit 20 durch Konzentration auf Übergangscharakteristiken der Brennstoffzelleneinheit 20 bestimmt.
Die schnell ansprechende Komponente ist mit der Reaktion des Platinkatalysators in den Zellen der Brennstoffzelleneinheit 20 und mit dem Innenwiderstand der Zellen verknüpft. Genauer wird die schnell ansprechende Komponente z. B. verzögert, falls in der Brennstoffzelleneinheit 20 eine Qualitätsminderung auftritt, die einer Oxidation der Platinkatalysatoroberflächen der Zellen zuzuschreiben ist, in der Brennstoffzelleneinheit 20 eine Qualitätsminderung auftritt, die einem Trocknen der Polymermembranen zuzuschreiben ist, oder in der Brennstoffzelleneinheit 20 eine Leistungsminderung auftritt, die sich aus einer Verminderung des Zufuhrzustands von Wasserstoff und Sauerstoff wegen übermäßiger Feuchtigkeit innerhalb der Zellen ergibt. Darüber hinaus ist die langsam ansprechende Komponente mit der Zufuhr von Wasserstoff und Sauerstoff in der Brennstoffzelleneinheit 20 verknüpft. Genauer ist die langsam ansprechende Komponente weiter verzögert, falls eine Qualitätsminderung auftritt, die einer Änderung des Zufuhrzustands des Wasserstoffs und des Sauerstoffs in der Brennstoffzelleneinheit 20 (z. B. bis hinab auf einen Pegel von 80 % oder weniger des Normalzustands) zugeordnet ist.The fast-acting component is related to the reaction of the platinum catalyst in the cells of the
Da sich die Zeitkonstanten der schnell ansprechenden Komponente und der langsam ansprechenden Komponente stark unterscheiden, können sie einzeln detektiert werden.Since the time constants of the fast-response component and the slow-response component are very different, they can be detected individually.
In dieser Ausführungsform wird die Übergangsantwort der Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit 20 auf eine Stufenzunahme ihres Ausgangsstromwerts gemessen und in die obenerwähnte schnell ansprechende Komponente und langsam ansprechende Komponente zerlegt und werden ihre Zeitkonstanten berechnet, um den Grad und die Ursache der Qualitätsminderung der Brennstoffzelleneinheit 20 zu bestimmen. Wie in Formel (1) gezeigt ist, wird die Übergangsantwort der Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit 20 unter Verwendung der Summe von Stufenantworten von Verzögerungs-Systemübertragungsfunktionen erster Ordnung genähert.
[Formel 1]
[Formula 1]
Wie in Formel (2) und (3) gezeigt ist, werden die Zeitkonstante T1 des Spannungswerts V1 der schnell ansprechenden Komponente und die Zeitkonstante T2 des Spannungswerts V2 der langsam ansprechenden Komponente jeweils mit den Zeitkonstanten im Normalzustand (in dem die Qualität der Brennstoffzelleneinheit 20 noch nicht vermindert ist) verglichen.
[Formel 2]
[Formel 3]
[Formula 2]
[Formula 3]
In dieser Ausführungsform wird der Grad der Qualitätsminderung, der Änderungen des reaktionsfähigen Zustands des Katalysators in der Brennstoffzelleneinheit 20 und des Innenwiderstands der Zellen zugeordnet ist, auf der Grundlage von ΔT1 bestimmt, und wird der Grad der Qualitätsminderung, der einer Änderung des Zufuhrzustands von Wasserstoff und Sauerstoff in der Brennstoffzelleneinheit 20 zugeordnet ist, auf der Grundlage von ΔT2 bestimmt.In this embodiment, the degree of deterioration associated with changes in the reactive state of the catalyst in the
In Schritt S12 wird die Übergangsantwortsignalform unter Verwendung der Summe von Stufenantworten von Verzögerungs-Systemübertragungsfunktionen erster Ordnung, die in der obenerwähnten Formel (1) gezeigt sind, genähert. In Schritt S13 werden die Zeitkonstante T1 des Spannungswerts V1 der schnell ansprechenden Komponente und die Zeitkonstante T2 des Spannungswerts V2 der langsam ansprechenden Komponente berechnet. Daraufhin geht der Prozess zu Schritt S14 über, in dem die Differenz ΔT1 zwischen der Zeitkonstante der schnell ansprechenden Komponente in dem Normalzustand und der in Schritt S13 berechneten Zeitkonstante T1 der schnell ansprechenden Komponente berechnet wird und die Differenz ΔT2 zwischen der Zeitkonstante der langsam ansprechenden Komponente in dem Normalzustand und der Zeitkonstante T2 der in Schritt S13 berechneten langsam ansprechenden Komponente berechnet wird.In step S12, the transient response waveform is approximated using the sum of step responses of first-order lag system transfer functions shown in the above-mentioned formula (1). In step S13, the time constant T 1 of the voltage value V 1 of the fast-response component and the time constant T 2 of the voltage value V 2 of the slow-response component are calculated. Then, the process proceeds to step S14, in which the difference ΔT 1 between the time constant of the fast-response component in the normal state and the time constant T 1 of the fast-response component calculated in step S13 is calculated, and the difference ΔT 2 between the time constant of the slow responsive component in the normal state and the time constant T 2 of the slow responsive component calculated in step S13.
In Schritt S15 wird die Differenz ΔT1 mit einem im Voraus bestimmten vorgeschriebenen Wert verglichen. Falls ΔT1 größer oder gleich dem vorgeschriebenen Wert ist, geht der Prozess zu Schritt S16 über. In Schritt S16 wird anhand der Tatsache, dass sich die Zeitkonstante T1 der schnell ansprechenden Komponente von der in dem Normalzustand um einen Betrag größer oder gleich dem vorgeschriebenen Wert geändert hat, bestimmt, dass in der Brennstoffzelle 20 eine Qualitätsminderung auftritt, die Änderungen des reaktionsfähigen Zustands des Platinkatalysators der Zellen und des Innenwiderstands der Zellen zugeordnet ist. Darüber hinaus wird der Grad der Qualitätsminderung in Übereinstimmung mit dem Wert von ΔT1 bestimmt. Genauer wird bestimmt, dass der Grad der Qualitätsminderung, der Änderungen des reaktionsfähigen Zustands des Platinkatalysators und des Innenwiderstands der Zellen zugeordnet ist, größer ist, während der Wert von ΔT1 größer wird. Daraufhin geht der Prozess zu Schritt S17 über. Falls ΔT1 kleiner als der vorgeschriebene Wert ist, wird die Operation in Schritt S16 übersprungen und geht der Prozess zu Schritt S17 über.In step S15, the difference ΔT 1 is compared with a prescribed value determined in advance. If ΔT 1 is greater than or equal to the prescribed value, the process goes to step S16. In step S16, based on the fact that the time constant T 1 of the fast-response component has changed from that in the normal state by an amount greater than or equal to the prescribed value, it is determined that deterioration in the
In Schritt S17 wird die Differenz ΔT2 mit einem im Voraus bestimmten vorgeschriebenen Wert verglichen. Falls ΔT2 größer oder gleich dem vorgeschriebenen Wert ist, geht der Prozess zu Schritt S18 über. In Schritt S18 wird anhand der Tatsache, dass sich die Zeitkonstante T2 der langsam ansprechenden Komponente von der in dem Normalzustand um einen Betrag, der größer oder gleich dem vorgeschriebenen Wert ist, geändert hat, bestimmt, dass in der Brennstoffzelleneinheit 20 eine Qualitätsminderung auftritt, die einer Änderung des Zufuhrzustands von Wasserstoff und Sauerstoff zugeordnet ist. Darüber hinaus wird der Grad dieser Qualitätsminderung in Übereinstimmung mit dem Wert von ΔT2 bestimmt. Genauer wird bestimmt, dass der Grad der Qualitätsminderung, der einer Änderung des Zufuhrzustands von Wasserstoff und Sauerstoff zugeordnet ist, größer ist, während der Wert ΔT2 größer wird. Nach dem obigen Schritt endet die Detektion der Qualitätsminderung in der Brennstoffzelleneinheit 20. Falls ΔT2 kleiner als der vorgeschriebene Wert ist, wird die Operation in Schritt S18 übersprungen und endet die Detektion der Qualitätsminderung in der Brennstoffzelleneinheit 20.In step S17, the difference ΔT 2 is compared with a prescribed value determined in advance. If ΔT 2 is greater than or equal to the prescribed value, the process goes to step S18. In step S18, it is determined that deterioration is occurring in the
[Auswahl der Bedingung für die Wiederherstellungsoperation][Selection of the condition for the recovery operation]
In dieser Ausführungsform wird die Bedingung für eine Wiederherstellungsoperation der Brennstoffzelleneinheit 20 auf der Grundlage der Ursache und des Grads der Qualitätsminderung, die in den oben beschriebenen Schritten S16 und S18 in
Die Verluste der Brennstoffzelleneinheit 20 enthalten: die Aktivierungspolarisation (Vact), die der Aktivierungsenergie der Elektrodenreaktion zuzuschreiben ist; den Polarisationswiderstand (VOhm), der den elektrischen Widerständen der Elektrolyte und der Elektroden zuzuschreiben ist, und die Diffusionspolarisation (Vtrans), die einer mit der Dichte des Reaktanten an den Elektrodenoberflächen verknüpften Erscheinung zuzuschreiben ist.
Somit werden zunächst die Spannung V1 und der Strom I1 der Brennstoffzelleneinheit 20 in dem Gebiet A11 niedriger Stromdichte gemessen und wird die Spannung V1 mit der Spannung V1std der Brennstoffzelleneinheit 20 mit demselben Strom I1, aber in dem Normalzustand, verglichen. Daraufhin werden die Spannung V2 und der Strom I2 der Brennstoffzelleneinheit 20 in dem Gebiet A12 mittlerer Stromdichte gemessen und wird die Spannung V2 mit der Spannung V2std der Brennstoffzelleneinheit 20 mit demselben Strom I2, aber in dem Normalzustand, verglichen. Falls die Differenz gegenüber der Spannung V1std in dem Normalzustand in dem Gebiet A11 mit niedriger Stromdichte wie in
Es wird angenommen, dass auf der Grundlage der Differenz ΔT2 zwischen den Zeitkonstanten der langsam ansprechenden Komponente bestimmt wird, dass der einer Änderung des Zufuhrzustands des Wasserstoffs und des Sauerstoffs in der Brennstoffzelleneinheit 20 zugeordnete Grad der Qualitätsminderung groß ist. In diesem Fall wird die Wiederherstellungsoperation der Brennstoffzelleneinheit 20 unter einer Bedingung, die das Entfernen von Feuchtigkeit in den Zellen zulässt, oder unter einer Bedingung, die das Schmelzen geschmolzener Feuchtigkeit in den Zellen zulässt, ausgeführt. Welche dieser Bedingungen gewählt wird, wird auf der Grundlage der durch den Temperatursensor 21 der Brennstoffzelleneinheit 20 detektierten Temperatur der Brennstoffzelleneinheit 20 bestimmt.It is assumed that based on the difference ΔT 2 between the time constants of the slow-response component, it is determined that the degree of deterioration associated with a change in the supply state of the hydrogen and the oxygen in the
In Schritt S24 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen der obenerwähnten Spannung V1std und der Spannung V1 größer als ein im Voraus bestimmter vorgeschriebener Wert ist. Falls die Differenz zwischen der Spannung V1std und der Spannung V1 größer als der vorgeschriebene Wert ist, geht der Prozess zu Schritt S25 über. In Schritt S25 wird die Bedingung, die die Reduktionsreaktion der Katalysatoroberflächen der Zellen fördert, als die Bedingung für die Wiederherstellungsoperation der Brennstoffzelleneinheit 20 gewählt. Andererseits geht der Prozess zu Schritt S26 über, falls die Differenz zwischen der Spannung V1std und der Spannung V1 kleiner oder gleich dem vorgeschriebenen Wert ist.In step S24, it is determined whether the difference between the above-mentioned voltage V 1std and the voltage V 1 is larger than a prescribed value determined in advance. If the difference between the voltage V 1std and the voltage V 1 is larger than the prescribed value, the process goes to step S25. In step S25, the condition that promotes the reduction reaction of the catalyst surfaces of the cells is selected as the condition for the recovery operation of the
In Schritt S26 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen der obenerwähnten Spannung V2std und der Spannung V2 größer als ein im Voraus bestimmter vorgeschriebener Wert ist. Falls die Differenz zwischen der Spannung V2std und der Spannung V2 größer als der vorgeschriebene Wert ist, geht der Prozess zu Schritt S27 über. In Schritt S27 wird die Bedingung, die eine Befeuchtung der Polymermembranen der Zellen zulässt, als die Bedingung für die Wiederherstellungsoperation der Brennstoffzelleneinheit 20 gewählt.In step S26, it is determined whether the difference between the above-mentioned voltage V 2std and the voltage V 2 is larger than a prescribed value determined in advance. If the difference between the voltage V 2std and the voltage V 2 is larger than the prescribed value, the process goes to step S27. In step S27, the condition that allows the polymer membranes of the cells to be humidified is selected as the condition for the recovery operation of the
Wenn in Schritt S25 oder S27 die Bedingung für die Wiederherstellungsoperation der Brennstoffzelleneinheit 20 gewählt wird, geht der Prozess zu Schritt S28 über. In Schritt S28 wird auf der Grundlage der obenerwähnten Differenz ΔT1 zwischen den in Schritt S14 in
Falls die Differenz zwischen der Spannung V1std und der Spannung V1 kleiner oder gleich ihrem vorgeschriebenen Wert ist (Nein in Schritt S24) und falls außerdem die Differenz zwischen der Spannung V2std und der Spannung V2 kleiner oder gleich ihrem vorgeschriebenen Wert ist (Nein in Schritt S26), wird bestimmt, dass in der Brennstoffzelleneinheit 20 keine Qualitätsminderung, die eine Wiederherstellung erfordert, aufgetreten ist. Somit wird der Prozess zur Bestimmung der Bedingung für die und der Dauer der Wiederherstellungsoperation nicht ausgeführt.If the difference between the voltage V 1std and the voltage V 1 is less than or equal to its prescribed value (No in step S24) and also if the difference between the voltage V 2std and the voltage V 2 is less than or equal to its prescribed value (No in step S26), it is determined that no deterioration requiring restoration has occurred in the
Die Bedingung für die und die Dauer der Wiederherstellungsoperation der Brennstoffzelleneinheit 20 werden wie oben beschrieben auf der Grundlage der Ergebnisse der Bestimmung des Grads und der Ursache der Qualitätsminderung der Brennstoffzelleneinheit 20 gewählt. Auf diese Weise kann die Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelleneinheit 20 maximiert werden.The condition and duration of the recovery operation of the
Wiederherstellungsoperation und nachfolgender Prozess]recovery operation and subsequent process]
In Schritt S41 werden durch den Spannungssensor 31 bzw. durch den Stromsensor 32 die Spannung V3 und der Strom I3 der Brennstoffzelleneinheit 20 nach der Wiederherstellungsoperation gemessen. Daraufhin wird die Spannung V3 in Schritt S42 mit der Spannung Vstd verglichen. Die Referenzspannung Vstd ist ein Spannungswert, der für die Brennstoffzelleneinheit 20 in dem Normalzustand erforderlich ist, um den Strom I3 auszugeben. Falls die Differenz zwischen der Referenzspannung Vstd und der Spannung V3 nach der Wiederherstellungsoperation kleiner oder gleich einem im Voraus eingestellten vorgeschriebenen Wert ist, wird bestimmt, dass die Brennstoffzelleneinheit 20 von der vorübergehenden Qualitätsminderung wiederhergestellt worden ist. Somit wird die Wiederherstellungsprozess-Nachbearbeitung nicht ausgeführt.In step S41, the voltage V 3 and the current I 3 of the
Andererseits wird bestimmt, dass die Brennstoffzelleneinheit 20 von der Qualitätsminderung nicht wiederhergestellt worden ist, und geht der Prozess zu Schritt S44 über, falls die Differenz zwischen der Referenzspannung Vstd und der Spannung V3 nach der Wiederherstellungsoperation größer als der vorgeschriebene Wert ist. In Schritt S44 wird der Wert der Variablen, die die Anzahl der Ausführung der Wiederherstellungsoperation angibt, geprüft, um zu bestimmen, ob die Anzahl der Ausführung der Wiederherstellungsoperation größer als ein im Voraus eingestellter vorgeschriebener Wert ist. Falls die Anzahl der Ausführung der Wiederherstellungsoperation kleiner oder gleich dem vorgeschriebenen Wert ist, kehrt der Prozess zu Schritt S40 zurück, in dem die Wiederherstellungsoperation erneut ausgeführt worden ist.On the other hand, if the difference between the reference voltage V std and the voltage V 3 after the recovery operation is larger than the prescribed value, it is determined that the
Falls die Anzahl der Ausführungen der Wiederherstellungsoperation andererseits größer als der vorgeschriebene Wert ist, geht der Prozess zu Schritt S45 über. Die Situation, in der die Anzahl der Ausführung der Wiederherstellungsoperation größer als der vorgeschriebene Wert ist, repräsentiert einen Zustand, in dem die Brennstoffzelleneinheit 20 in dem Normalzustand, selbst nachdem eine gegebene Anzahl von Wiederherstellungsoperationen ausgeführt worden sind, keine Ausgangsspannung in der Nähe der Referenzspannung Vstd ausgibt. Genauer ist die Qualitätsminderung der Brennstoffzelleneinheit 20 nicht vorübergehend, sondern dauerhaft. Mit anderen Worten, die Grundleistungsfähigkeit der Brennstoffzelleneinheit 20 kann im Vergleich zu dem Anfangszustand als verringert angesehen werden. Selbst wenn sich die Grundleistungsfähigkeit der Brennstoffzelleneinheit 20 verringert hat, kann sie dennoch weiterverwendet werden, falls der Grad der Verringerung klein ist. Somit wird zunächst in Schritt S45 bestimmt, ob die Differenz zwischen der Referenzspannung Vstd und der Spannung V3 nach der Wiederherstellungsoperation innerhalb eines zulässigen Niveaus liegt, d. h., ob die dauerhafte Verringerung der Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit 20 innerhalb eines zulässigen Niveaus liegt.On the other hand, if the number of times of execution of the recovery operation is larger than the prescribed value, the process proceeds to step S45. The situation where the number of times of execution of the recovery operation is greater than the prescribed value represents a state where the
Falls in der Brennstoffzelleneinheit 20 eine dauerhafte Verringerung der Ausgangsspannung aufgetreten ist, die Differenz zwischen der Referenzspannung Vstd und der Spannung V3 nach der Wiederherstellungsoperation aber kleiner als das zulässige Niveau ist, geht der Prozess zu Schritt S46 über. In einem Zustand, in dem es eine dauerhafte Qualitätsminderung gibt, die Differenz zwischen der Referenzspannung Vstd und der Spannung V3 nach der Wiederherstellungsoperation aber kleiner als das zulässige Niveau ist, ist die Verringerung der Grundleistungsfähigkeit der Brennstoffzelleneinheit 20 nicht fatal und kann ihre Verwendung fortgesetzt werden. Falls die Verwendung der Brennstoffzelleneinheit 20 fortgesetzt werden soll, ist es notwendig, das Auftreten der vorübergehenden Qualitätsminderung während der Verwendung zu detektieren und eine geeignete Wiederherstellungsoperation auszuführen. Somit wird in den Schritten S46 bis S50 ein Prozess des Ersetzens der Werte der Zeitkonstante T1std der schnell ansprechenden Komponente und der Zeitkonstante T2std der langsam ansprechenden Komponente in Übereinstimmung mit der Ist-Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelleneinheit 20 ausgeführt.If a permanent reduction in output voltage has occurred in the
Die neuen Werte der Zeitkonstanten T1std und T2std werden auf ähnliche Weise wie in den Operationen in den Schritten S10 bis S13 in dem Qualitätsminderungs-Detektionsprozess für die Brennstoffzelleneinheit in
Anschließend wird auf der Grundlage der somit ersetzten Zeitkonstanten T1std und T2std die Wahl der Bedingung für die wie anhand von
Andererseits wird bestimmt, dass die Verringerung der Grundleistungsfähigkeit der Brennstoffzelleneinheit 20 fatal ist, falls in Schritt S45 bestimmt wird, dass die Differenz zwischen der Referenzspannung Vstd und der Spannung V3 nach der Wiederherstellungsoperation größer oder gleich dem zulässigen Niveau ist und dass die dauerhafte Verringerung der Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit 20 nicht innerhalb des zulässigen Niveaus liegt. In diesem Fall geht der Prozess zu Schritt S51 über, in dem der Betreiber benachrichtigt wird, dass die Brennstoffzelleneinheit 20 das Ende der Lebensdauer erreicht hat, so dass der Betreiber aufgefordert wird, die Brennstoffzelleneinheit 20 zu ersetzen.On the other hand, if it is determined in step S45 that the difference between the reference voltage V std and the voltage V 3 after the recovery operation is greater than or equal to the allowable level and that the permanent reduction of the output voltage of the
Wie oben beschrieben wurde, wird in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein durch Erhöhen des Ausgangsstromwerts der Brennstoffzelleneinheit 20 in einem Stufenmuster um einen vorgegebenen Betrag erhaltener Stromwert als der Sollwert bestimmt und die Übergangsantwort der Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit 20 darauf, dass sie in der Weise angesteuert wird, dass der Ausgangsstrom dem Sollwert folgt, in eine verhältnismäßig schnell ansprechende Komponente und in eine verhältnismäßig langsam ansprechende Komponente zerlegt. Daraufhin werden auf der Grundlage jeder Komponente das Auftreten und der Grad der Qualitätsminderung der Brennstoffzelleneinheit 20 bestimmt. Auf diese Weise ist es möglich, durch Prüfen, von welcher Komponente das Auftreten der Qualitätsminderung detektiert wird, die Art der Ursache der Qualitätsminderung zu bestimmen. Im Ergebnis kann unter einer Bedingung, die für die Ursache der Qualitätsminderung geeignet ist, mit anderen Worten, in einer Weise, dass die Ursache der Qualitätsminderung beseitigt wird, eine Wiederherstellungsoperation ausgeführt werden.As described above, according to the embodiment of the present invention, a current value obtained by increasing the output current value of the
Falls eine Qualitätsminderung in der Brennstoffzelleneinheit 20 auf der Grundlage der schnell ansprechenden Komponente detektiert wird, werden darüber hinaus der Spannungswert und der Stromwert der Brennstoffzelleneinheit 20 sowohl in einem Gebiet niedriger Stromdichte als auch in einem Gebiet mittlerer Stromdichte gemessen und wird ein Vergleich mit dem Spannungswert der Brennstoffzelleneinheit 20 in dem Normalbetriebszustand mit ihrem auf denselben Wert eingestellten Stromwert vorgenommen. Auf diese Weise kann die Ursache dieser Qualitätsminderung spezifischer bestimmt werden, falls eine Qualitätsminderung in der Brennstoffzelleneinheit 20 auf der Grundlage der schnell ansprechenden Komponente detektiert wird. Darüber hinaus kann auf der Grundlage der Differenz zwischen den Spannungswerten bestimmt werden, ob als die Bedingung für die Wiederherstellungsoperation die Bedingung, die die Reduktionsreaktion der Katalysatoroberflächen der Zellen fördert, verwendet werden soll oder die Bedingung, die eine Befeuchtung der Polymermembranen der Zellen zulässt, verwendet werden soll. Auf diese Weise kann die Wiederherstellungsoperation unter einer besser geeigneten Bedingung ausgeführt werden, falls auf der Grundlage der schnell ansprechenden Komponente eine Qualitätsminderung in der Brennstoffzelleneinheit 20 detektiert wird. Dementsprechend kann die Brennstoffzelleneinheit 20 zuverlässiger wiederhergestellt werden.In addition, if degradation is detected in the
Darüber hinaus wird die Temperatur der Brennstoffzelleneinheit 20 durch den Temperatursensor 21 gemessen, falls auf der Grundlage der langsam ansprechenden Komponente eine Qualitätsminderung in der Brennstoffzelleneinheit 20 detektiert wird. Auf der Grundlage des Ergebnisses der Messung durch den Temperatursensor 21 kann die Ursache der auf der Grundlage der langsam ansprechenden Komponente detektierten Qualitätsminderung der Brennstoffzelleneinheit 20 spezifischer bestimmt werden. Darüber hinaus kann auf der Grundlage des Ergebnisses der Messung durch den Temperatursensor 21 bestimmt werden, ob die Bedingung, die die Entfernung von Feuchtigkeit in den Zellen der Brennstoffzelleneinheit 20 zulässt, oder die Bedingung, die das Schmelzen von Eis in den Zellen zulässt, als die Bedingung für die Wiederherstellungsoperation verwendet werden soll. Auf diese Weise kann die Wiederherstellungsoperation unter Verwendung einer besser geeigneten Bedingung ausgeführt werden, falls auf der Grundlage der langsam ansprechenden Komponente eine Qualitätsminderung in der Brennstoffzelleneinheit 20 detektiert wird. Dementsprechend kann die Brennstoffzelleneinheit 20 zuverlässiger wiederhergestellt werden.In addition, the temperature of the
[Abwandlungen][variations]
In der Ausführungsform wird die Übergangsantwort der Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit 20 gemessen und in eine schnell ansprechende Komponente und in eine langsam ansprechende Komponente zerlegt und werden ihre Zeitkonstanten berechnet, um den Grad und die Ursache einer Qualitätsminderung der Brennstoffzelleneinheit 20 zu bestimmen. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt. Es wird nun eine Beschreibung einer Änderung gegeben, in der die Zeitkonstanten der schnell ansprechenden Komponente und der langsam ansprechenden Komponente durch eine Schaltsteuerung des ersten DC/DC-Wandlers 30 berechnet werden.In the embodiment, the transient response of the output voltage of the
In dieser Änderung wird die Zeitkonstante der schnell ansprechenden Komponente durch Befolgen der im Folgenden gegebenen Struktur berechnet. Zunächst sind die Schalter SW1 bis SW4 des ersten DC/DC-Wandlers 30 alle ausgeschaltet (Anfangszustand). Daraufhin werden die Schalter SW1 und SW3 eingeschaltet und werden die Schalter SW2 und SW4 ausgeschaltet und wartet der Prozess, bis die Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit 20 auf einen vorgegebenen Wert Vlower gefallen ist (erste Spannungsverringerungsoperation). Nachdem durch den Spannungssensor 31 bestätigt worden ist, dass die Ausgangsspannung den vorgegebenen Wert Vlower erreicht hat, werden die Schalter SW1 und SW3 ausgeschaltet und werden die Schalter SW2 und SW4 eingeschaltet und wartet der Prozess, bis die Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit 20 auf einen vorgegebenen Wert Vupper gestiegen ist (Spannungserhöhungsoperation). Wenn durch den Spannungssensor 31 bestätigt wird, dass die Ausgangsspannung auf Vupper gestiegen ist, werden SW1 und SW3 eingeschaltet und werden SW2 und SW4 wieder ausgeschaltet und wartet der Prozess, bis die Ausgangsspannung auf den vorgegebenen Wert Vlower gefallen ist (zweite Spannungsverringerungsoperation). Daraufhin werden SW1 bis SW4 ausgeschaltet, wenn durch den Spannungssensor 31 bestätigt wird, dass die Ausgangsspannung den Wert Vlower erreicht ist.In this amendment, the time constant of the fast-response component is calculated by following the structure given below. First, the switches SW1 to SW4 of the first DC/
Die Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit 20 von dem obenerwähnten Anfangszustand, bis alle Schalter SW1 bis SW4 wieder ausgeschaltet sind, wird durch den Spannungssensor 31 gemessen und das Ergebnis dieser Messung wird in der Datenverarbeitungsvorrichtung 10 aufgezeichnet. Das Ergebnis der Messung wird in Form eines Zeitreihendatenfelds aufgezeichnet.
Wenn durch die obige Prozedur die Zeitkonstante T1 der Spannung V1 der schnell ansprechenden Komponente bestimmt worden ist, werden ähnliche Operationen wie in und nach Schritt S14 in
Die Zeitkonstante der langsam ansprechenden Komponente wird durch Befolgen der im Folgenden gegebenen Prozedur berechnet. Jeder Schalter des ersten DC/DC-Wandlers 30 wird auf einen Anfangszustand geschaltet. Der Anfangszustand des ersten DC/DC-Wandlers 30 für eine Spannungsverringerungsoperation bezieht sich auf einen Zustand, in dem der Schalter SW1 eingeschaltet ist, der Schalter SW2 ausgeschaltet ist und die Schalter SW3 und SW4 mit einem vorgegebenen Tastgrad (einem Verhältnis zwischen einer Zeitdauer, in der der Schalter SW3 eingeschaltet ist und der Schalter SW4 ausgeschaltet ist, und einer Zeitdauer, in der der Schalter SW3 ausgeschaltet ist und der Schalter SW4 eingeschaltet ist) geschaltet werden. Der Anfangszustand des ersten DC/DC-Wandlers 30 für die Spannungserhöhungsoperation bezieht sich auf einen Zustand, in dem der Schalter SW4 eingeschaltet ist, der Schalter SW3 ausgeschaltet ist und die Schalter SW1 und SW2 mit einem vorgeschriebenen Tastgrad (einem Verhältnis zwischen einer Zeitdauer, in der der Schalter SW1 eingeschaltet ist und der Schalter SW2 ausgeschaltet ist, und einer Zeitdauer, in der der Schalter SW1 ausgeschaltet ist und der Schalter SW2 eingeschaltet ist) geschaltet werden. In dieser Änderung wird die Zeitkonstante der langsam ansprechenden Komponente durch Steuern der Spannungsverringerungsoperationen, d. h. durch Steuern des Tastgrads der Schalter SW3 und SW4, berechnet.The time constant of the slow-response component is calculated by following the procedure given below. Each switch of the first DC/
Zunächst wird der Tastgrad der Schalter SW3 und SW4 größer als der Anfangszustand für Spannungsverringerungsoperationen, d. h. auf den vorgeschriebenen Wert, eingestellt und wird eine Spannungsverringerungsoperation (eine erste Spannungsverringerungsoperation) ausgeführt, bis die Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit 20 auf den vorgegebenen Wert Vlower gefallen ist. Wenn durch den Spannungssensor 31 bestätigt wird, dass die Ausgangsspannung des ersten DC/DC-Wandlers 30 den vorgegebenen Wert Vlower erreicht hat, wird der Tastgrad der Schalter SW3 und SW4 auf den vorgeschriebenen Wert zurückgestellt, so dass die Ausgangsspannung von Vlower steigt (Spannungserhöhungsoperation). Wenn durch den Spannungssensor 31 bestätigt wird, dass die Ausgangsspannung den vorgegebenen Wert Vupper erreicht hat, wird der Tastgrad der Schalter SW3 und SW4 wieder höher als der vorgeschriebene Wert eingestellt und eine Spannungsverringerungsoperation (zweite Spannungsverringerungsoperation) ausgeführt, bis die Ausgangsspannung auf den vorgegebenen Wert Vlower gefallen ist. Wenn durch den Spannungssensor 31 bestätigt wird, dass die Ausgangsspannung den vorgegebenen Wert Vlower erreicht hat, wird der Tastgrad der Schalter SW3 und SW4 auf den vorgeschriebenen Wert zurückgesetzt. Die Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit 20 von dem Anfang der ersten Spannungsverringerungsoperation bis zum Ende der zweiten Spannungsverringerungsoperation wird durch den Spannungssensor 31 des ersten DC/DC-Wandlers 30 gemessen. Das Ergebnis dieser Messung wird in Form eines Zeitreihendatenfelds aufgezeichnet.
Die erste Spannungsverringerungsoperation beginnt bei t21, bei t22 erreicht die Ausgangsspannung Vlower und beginnt die Spannungserhöhungsoperation, bei t23 erreicht die Ausgangsspannung Vupper und beginnt die zweite Spannungsverringerungsoperation und bei t24 erreicht die Ausgangsspannung Vlower. In der Datenverarbeitungsvorrichtung 10 werden eine Zeitdauer T2a von t22 bis t23 und eine Zeitdauer T2b von t23 bis t24 berechnet. Daraufhin wird auf der Grundlage der Zeitdauer T2a und der Zeitdauer T2b die Zeitkonstante T2 der Spannung V2 der langsam ansprechenden Komponente in der Übergangsantwort berechnet. Die Berechnung der Zeitkonstante T2 erfolgt z. B. unter Verwendung eines Verfahrens, in dem die Korrelation zwischen dem Mittelwert der Zeitdauer T2a und der Zeitdauer T2b und der tatsächlichen Zeitkonstante mit einer Abbildung oder einer Funktion oder unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens definiert wird.The first voltage lowering operation begins at t21, at t22 the output voltage reaches V lower and begins the voltage boosting operation, at t23 the output voltage reaches V upper and begins the second voltage lowering operation, and at t24 the output voltage reaches V lower . In the
Obwohl das Erhöhen und Verringern der Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit 20 in dieser Ausführungsform durch Steuern des Tastgrads der Schalter SW3 und SW4 gesteuert werden, wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt ist. Das Erhöhen und Verringern der Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit 20 kann durch Einschalten des Schalters SW4, Ausschalten des Schalters SW3 und Steuern des Tastgrads der Schalter SW1 und SW2 gesteuert werden.Although the increase and decrease in the output voltage of the
Obwohl oben Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung diskutiert worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt und können auf der Grundlage der technischen Idee der vorliegenden Erfindung verschiedene Änderungen und Veränderungen vorgenommen werden.Although embodiments of the present invention have been discussed above, the present invention is not limited to the above embodiments and various changes and modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
Zusammengefasst kann eine Ausführungsform wie folgt beschrieben werden: Ein Sollwert des Ausgangsstroms einer Brennstoffzelleneinheit wird in einem Stufenmuster geändert. Es wird eine Übergangsantwort der Ausgangsspannung der Brennstoffzelleneinheit, die so angesteuert wird, dass der Ausgangsstrom diesem Sollwert folgt, gemessen und die Übergangsantwort wird in eine schnell ansprechende Komponente und eine langsam ansprechende Komponente zerlegt. Es werden eine Zeitkonstante T1 der schnell ansprechenden Komponente und eine Zeitkonstante T2 der langsam ansprechenden Komponente berechnet. Es wird eine Differenz ΔT1 zwischen der Zeitkonstante der schnell ansprechenden Komponente in dem Normalzustand und der Zeitkonstante T1 berechnet und es wird eine Differenz ΔT2 zwischen der Zeitkonstante der langsam ansprechenden Komponente in dem Normalzustand und der Zeitkonstante T2 berechnet. Auf der Grundlage der Differenz ΔT1 wird eine Qualitätsminderung bestimmt, die Änderungen des reaktionsfähigen Zustands des Platinkatalysators der Brennstoffzelleneinheit und des Innenwiderstands der Zellen zugeordnet ist, und auf der Grundlage der Differenz ΔT2 wird eine Qualitätsminderung bestimmt, die einer Änderung des Zuführungszustands des Wasserstoffs und des Sauerstoffs in der Brennstoffzelleneinheit zugeordnet ist.In summary, an embodiment can be described as follows: A target value of the output current of a fuel cell unit is changed in a step pattern. A transient response of the output voltage of the fuel cell unit driven so that the output current follows this target value is measured, and the transient response is separated into a fast-response component and a slow-response component. A time constant T 1 of the fast-response component and a time constant T 2 of the slow-response component are calculated. A difference ΔT 1 between the time constant of the fast responding component in the normal state and the time constant T 1 is calculated, and a difference ΔT 2 between the time constant of the slow responding component in the normal state and the time constant T 2 is calculated. Based on the difference ΔT 1 , a quali Deterioration associated with changes in the reactive state of the platinum catalyst of the fuel cell unit and the internal resistance of the cells is determined, and based on the difference ΔT 2 , a deterioration associated with a change in the supply state of the hydrogen and the oxygen in the fuel cell unit is determined.
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Datenverarbeitungsvorrichtungdata processing device
- 2020
- Brennstoffzelleneinheitfuel cell unit
- 2121
- Temperatursensortemperature sensor
- 3030
- erster DC/DC-Wandlerfirst DC/DC converter
- 3131
- Spannungssensorvoltage sensor
- 3232
- Stromsensorcurrent sensor
- 4040
- Wechselrichterinverter
- 5050
- Motorengine
- 6060
- zweiter DC/DC-Wandlersecond DC/DC converter
- 7070
- Batteriebattery
Claims (3)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013-145560 | 2013-07-11 | ||
JP2013145560A JP2015018701A (en) | 2013-07-11 | 2013-07-11 | Deterioration detecting device for vehicle fuel battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102014107848A1 DE102014107848A1 (en) | 2015-01-15 |
DE102014107848B4 true DE102014107848B4 (en) | 2022-04-21 |
Family
ID=52107457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102014107848.9A Active DE102014107848B4 (en) | 2013-07-11 | 2014-06-04 | Deterioration detection device for vehicle fuel cell unit |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015018701A (en) |
DE (1) | DE102014107848B4 (en) |
IN (1) | IN2014DE01897A (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7435507B2 (en) | 2021-03-10 | 2024-02-21 | トヨタ自動車株式会社 | fuel cell system |
CN113276677B (en) * | 2021-06-01 | 2023-01-06 | 东风柳州汽车有限公司 | Electrical appliance framework of hydrogen fuel cargo van type medical vehicle |
WO2023148132A1 (en) * | 2022-02-01 | 2023-08-10 | Robert Bosch Gmbh | Method for determining the state of an energy supply device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004005530A1 (en) | 2003-02-05 | 2004-09-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota | Fuel cell operating state determination device and method |
US20090061263A1 (en) | 2006-01-30 | 2009-03-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system and method for estimating output characteristic of fuel cell |
JP2012028221A (en) | 2010-07-26 | 2012-02-09 | Honda Motor Co Ltd | Fuel cell system |
JP2012089448A (en) | 2010-10-22 | 2012-05-10 | Toyota Motor Corp | Degradation determination system for fuel cell |
US20130059215A1 (en) | 2010-05-25 | 2013-03-07 | Shuya Kawahara | Fuel cell system and control method therefor |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1463052A1 (en) | 2003-03-25 | 2004-09-29 | Deutsche Thomson-Brandt Gmbh | Method for representing animated menu buttons |
-
2013
- 2013-07-11 JP JP2013145560A patent/JP2015018701A/en active Pending
-
2014
- 2014-06-04 DE DE102014107848.9A patent/DE102014107848B4/en active Active
- 2014-07-08 IN IN1897DE2014 patent/IN2014DE01897A/en unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004005530A1 (en) | 2003-02-05 | 2004-09-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota | Fuel cell operating state determination device and method |
US20090061263A1 (en) | 2006-01-30 | 2009-03-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system and method for estimating output characteristic of fuel cell |
US20130059215A1 (en) | 2010-05-25 | 2013-03-07 | Shuya Kawahara | Fuel cell system and control method therefor |
JP2012028221A (en) | 2010-07-26 | 2012-02-09 | Honda Motor Co Ltd | Fuel cell system |
JP2012089448A (en) | 2010-10-22 | 2012-05-10 | Toyota Motor Corp | Degradation determination system for fuel cell |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IN2014DE01897A (en) | 2015-06-19 |
JP2015018701A (en) | 2015-01-29 |
DE102014107848A1 (en) | 2015-01-15 |
CN104282925A (en) | 2015-01-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102016103807B4 (en) | A controller for a secondary battery that sets a lower limit SOC setting value that is lower than the preset lower limit SOC setting value and is higher than the SOC 0% | |
EP2997637B1 (en) | Method and apparatus for charging rechargeable cells | |
DE112008001357B4 (en) | The fuel cell system | |
DE112007000141B4 (en) | Apparatus for calculating the stoichiometric ratio of given gas for each unit cell of a fuel cell system | |
DE112012005901B4 (en) | Battery system and deterioration determination method | |
DE112008001579B4 (en) | The fuel cell system | |
DE112012006314B4 (en) | Fuel cell system | |
DE112009002043B4 (en) | Fuel cell system and fuel cell condition detection method | |
DE112007002344B4 (en) | The fuel cell system | |
DE112009001641T5 (en) | Battery charge / discharge control device and hybrid vehicle using same | |
DE112005002361T5 (en) | Electrical loss detection apparatus and method for detecting electrical loss for a fuel cell | |
DE112011105797B4 (en) | Output control device for a fuel cell | |
DE102018200976A1 (en) | Method for controlling the charging of a battery unit, method for charging a battery unit, control unit, charging system, battery system and working device | |
DE102015207600A1 (en) | Method for controlling an operating point change of a fuel cell stack and fuel cell system | |
DE102014107848B4 (en) | Deterioration detection device for vehicle fuel cell unit | |
DE102017211899A1 (en) | Method and system for controlling the power supply in a fuel cell vehicle | |
DE112012006025B4 (en) | fuel cell system | |
DE102007026003A1 (en) | Fuel cell system with improved cold start properties and method | |
DE112010001456B4 (en) | Fuel cell system and vehicle equipped with the fuel cell system | |
DE112008002812T5 (en) | Output power control for a fuel cell | |
DE102014200678A1 (en) | Method for operating a battery | |
DE102007037628B4 (en) | A method of operating a fuel cell stack by monitoring membrane hydration | |
DE112008003377B4 (en) | Battery learning system | |
DE102010001984A1 (en) | Operating method for a fuel cell | |
DE102018202111A1 (en) | A method of starting a fuel cell system in the presence of frost start conditions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B60L0011180000 Ipc: B60L0050750000 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |