DE102015117336A1 - Brennstoffzellensystem, beweglicher Körper und Steuerverfahren - Google Patents

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Abstract

Offsenbart ist eine Technologie, um die Sicherheit eines Fahrzeugs, an welchem eine Brennstoffzelle angebracht ist, und den Komfort eines Nutzers zu gewährleisten. In einem Brennstoffzellensystem, das an einem beweglichen Körper angebracht werden kann, wird ermittelt, ob die Bewegung des beweglichen Körpers angehalten ist und das Brennstoffzellensystem betrieben wird, wenn ein Öffnungsbefehl zum Öffnen eines Einfüllanschlusses zum Befüllen eines Brenngasspeicherabschnitts mit Brenngas empfangen wird. Wenn ermittelt wird, dass die Bewegung des beweglichen Körpers angehalten wurde und das Brennstoffzellensystem betrieben wird, wird ein Hauptsperrventil, das die Zufuhr des Brenngases zu dem Zellstapel von dem Brenngasspeicherabschnitt steuert, geschlossen und anschließend wird der Einfüllanschluss geöffnet.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem, einen beweglichen Körper und ein Steuerverfahren.
  • Stand der Technik
  • An einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug, ist ein Brennstoffzellensystem, das eine Leistungsquelle des Fahrzeugs ist, angebracht. Die Brennstoffzelle enthält eine Anodenseite, zu der Brenngas, das Wasserstoffgas enthält, zugeführt wird, und eine Kathodenseite, zu der Luft zugeführt wird. Das Brenngas wird der Anodenseite zugeführt, indem der Druck des Wasserstoffgases, das einen Wasserstofftank bei einem hohen Druck füllt, auf einen gewünschten Druck unter Verwendung eines Druckminderventils reduziert wird. Auf der anderen Seite wird die Temperatur der Luft über einen Wärmetauscher oder ähnliches derart angepasst, dass sie eine Temperatur hat, bei der eine hohe Leistungserzeugungseffizienz erreicht wird, und die Luft wird befeuchtet und anschließend wird die Luft der Kathodenseite eines Brennstoffzellenstapels zugeführt. In dem Patentdokument 1 wird eine Technologie offenbart, die ein Fahrzeug betrifft, an dem eine Brennstoffzelle angebracht ist.
  • Druckschriftenliste
  • Patentdokumente
    • [Patentdokument 1] JP 2011-181509 A1
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Brennstoffzelle generiert durch Empfangen einer Zufuhr des Brenngases Leistung bzw. Strom, wodurch es daher notwendig ist, das Fahrzeug, an dem die Brennstoffzelle angebracht ist, mit dem Brenngas wieder zu befüllen, um ein Fahren fortzusetzen. Zudem ist es wünschenswert, dass die Sicherheit zu dem Zeitpunkt des Wiederbefüllens der Brennstoffzelle mit dem Brenngas ausreichend sichergestellt wird. Obwohl die Sicherheit sichergestellt wird, ist es auf der anderen Seite nicht wünschenswert, dass ein Nutzer des Fahrzeugs, an dem die Brennstoffzelle angebracht ist, Unbehagen empfindet, wodurch es notwendig ist, den Komfort des Nutzers zu berücksichtigen, um die Sicherheit zu gewährleisten.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben beschriebenen Bedingungen gemacht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Technologie zu schaffen, um die Sicherheit eines Fahrzeugs, an dem eine Brennstoffzelle angebracht ist, und den Komfort eines Nutzers zu gewährleisten.
  • Ein Brennstoffzellensystem gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung, das an einem beweglichen Körper angebracht werden kann, enthält einen Zellstapel, der eine Mehrzahl von Einheitszellen enthält, die Leistung durch Empfangen einer Zufuhr von Brenngas und Oxidationsgas generieren; einen Brenngasspeicherabschnitt, das Brenngas speichert; eine Zufuhrleitung, die das Brenngas dem Zellstapel von dem Brenngasspeicherabschnitt zuführt; ein Hauptsperrventil, das in der Zufuhrleitung angeordnet ist, und das die Zufuhr des Brenngases zu dem Zellstapel steuert; einen Einfüllanschluss zum Befüllen des Brenngasspeicherabschnitts mit dem Brenngas; und einen Kontroller, der den Einfüllanschluss derart steuert, dass er geöffnet wird, nachdem das Hauptsperrventil geschlossen wurde, wenn ein Befehl zum Öffnen des Einfüllanschlusses zu dem Zeitpunkt empfangen wird, wenn eine Bewegung des beweglichen Körpers angehalten ist und das Brennstoffzellensystem betrieben wird.
  • Ein beweglicher Körper gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung enthält ein Brennstoffzellensystem, das an demselben montiert ist, wobei das Brennstoffzellensystem einen Zellstapel enthält, der eine Mehrzahl von Einzelzellen enthält, die Leistung bzw. Strom durch Empfangen einer Zufuhr von Brenngas und Oxidationsgas generieren, einen Brenngasspeicherabschnitt, der das Brenngas speichert, eine Zufuhrleitung, die das Brenngas dem Zellstapel von dem Brenngasspeicherabschnitt zuführt, ein Hauptsperrventil, das in der Zufuhrleitung angeordnet ist, und die Zufuhr des Brenngases zu dem Zellstapel steuert, einen Einfüllanschluss zum Befüllen des Brenngasspeicherabschnitts mit dem Brenngas und einen Kontroller, der den Einfüllanschluss derart steuert, dass er geöffnet wird, nachdem das Hauptsperrventil geschlossen wurde, wenn ein Befehl zum Öffnen des Einfüllanschlusses zu dem Zeitpunkt empfangen wurde, wenn eine Bewegung des beweglichen Körpers angehalten ist und das Brennstoffzellensystem betrieben wird.
  • Ein Steuerverfahren gemäß eines noch weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung, das in einem Brennstoffzellensystem durchgeführt wird, das an einem beweglichen Körper angebracht werden kann, enthält einen Schritt zum Ermitteln, ob der bewegliche Körper angehalten ist und das Brennstoffzellensystem betrieben wird, wenn ein Öffnungsbefehl zum Öffnen eines Einfüllanschlusses zum Befüllen eines Brenngasspeicherabschnitts mit Brenngas empfangen wird; und einen Schritt zum Öffnen des Einfüllanschlusses nachdem ein Hauptsperrventil, das eine Zufuhr des Brenngases zu einem Zellstapel von dem Brenngasspeicherabschnitt steuert, geschlossen wird, wenn ermittelt wird, dass eine Bewegung des beweglichen Körpers angehalten ist und das Brennstoffzellensystem betrieben wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Technologie zu schaffen, um die Sicherheit eines Fahrzeugs, an dem eine Brennstoffzelle angebracht ist, und den Komfort eines Nutzers zu gewährleisten.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines Brennstoffzellensystems gemäß einer Ausführungsform darstellt.
  • 2 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf einer Steuerung des Brennstoffzellensystems gemäß einer Ausführungsform darstellt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend wird eine Ausführung der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Jedoch ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht hierauf beschränkt.
  • [Konfiguration des Brennstoffzellensystems]
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Brennstoffzellensystems FS, das an einem Brennstoffzellenfahrzeug angebracht ist, mit Bezug auf 1 beschrieben. Zudem ist die unten mit Bezug auf 1 beschriebene Konfiguration nur eine Hauptkonfiguration des Brennstoffzellensystems FS und die Konfiguration des Brennstoffzellensystems FS kann andere Konfigurationen als die unten beschriebene Konfiguration enthalten. Das Brennstoffzellensystem FS ist an einem Brennstoffzellenfahrzeug 10 angebracht und fungiert als ein an dem Fahrzeug angebrachtes Leistungszuführungssystem des Brennstoffzellenfahrzeugs 10. Das Brennstoffzellensystem FS kann an einem Fahrzeug (einem beweglichen Körper) angebracht werden, wie beispielsweise einem Brennstoffzellenfahrzeug (FCV), einem Elektrofahrzeug und einem Hybridfahrzeug.
  • Das Brennstoffzellensystem FS enthält eine Brennstoffzelle FC, ein Oxidationsgaszufuhrsystem ASS, ein Brenngaszufuhrsystem FSS, ein Antriebssystem HVS und ein Kühlsystem CS. Zudem enthält das Brennstoffzellensystem FS einen Kontroller FCHV-ECU, einen Kontroller FC-ECU und einen Kontroller HF-ECU als einen Maschinenkontroller.
  • Das Oxidationsgaszufuhrsystem ASS ist ein System zum Zuführen von Luft als oxidierendes Gas (Oxidationsgas) zu der Brennstoffzelle FC (einer Zelle CE). Das Brenngaszufuhrsystem FSS ist ein System zum Zuführen von Wasserstoffgas als Brenngas zu der Brennstoffzelle FC (der Zelle CE). Das Antriebssystem HVS ist ein System, das einen Antriebsmotor DM oder ähnliches durch Zuführen von Leistung an diesen antreibt, und ist ein System, das ein Hybridsystem konfiguriert. Das Kühlsystem CS ist ein System zum Kühlen der Brennstoffzelle FC.
  • Das Brennstoffzellensystem FS wird im Detail beschrieben. Die Brennstoffzelle FC enthält einen Proton-Austausch-Membran-Zellstapel, in dem eine Mehrzahl von Zellen CE (eine Einzelzelle (ein Stromerzeugungskörper) mit einer Anode, einer Kathode und einem Elektrolyt) in Reihe gestapelt wird. In der Brennstoffzelle FC laufen in einem Betrieb zu dem Zeitpunkt einer normalen Leistungserzeugung bzw. Stromerzeugung eine Oxidationsreaktion der Gleichung (1) in einer Anode und eine Reduktionsreaktion der Gleichung (2) in einer Kathode ab. In der gesamten Brennstoffzelle FC läuft eine elektromotorische Reaktion der Gleichung (3) ab. H2 → 2H+ + 2e– (1) 1 / 2O2+ 2H+ + 2e– → H2O (2) H2 + 1 / 2O2 → H2O (3)
  • Zudem enthält das Brennstoffzellensystem FS eine Wasserstoffpumpe HP in einem Bereich, der die Brennstoffzelle FC und das Brenngaszufuhrsystem FSS verbindet.
  • Das der Brennstoffzelle FC zugeführte Brenngas wirkt an einer elektromotorischen Reaktion in der Brennstoffzelle FC mit und wird von der Brennstoffzelle FC als Abgas ausgelassen. Ein Teil des von der Brennstoffzelle FC ausgelassenen Brennabgases wird durch die Wasserstoffpumpe HP recycelt bzw. rückgeführt und wird der Brennstoffzelle FC zusammen mit dem Brenngas, das von dem Brenngaszufuhrsystem FSS zugeführt wird, wieder zugeführt. Zudem wird ein Teil des Brennabgases von der Brennstoffzelle FC zusammen mit Oxidationsabgas über eine Brennabgasströmungsleitung in Abhängigkeit des Betriebs eines Auslass- und Ablassventils EV, das in der Brennabgasströmungsleitung angeordnet ist, ausgelassen.
  • Das Auslass- und Ablassventil EV wird in Abhängigkeit der Steuerung des Kontrollers FC-ECU betrieben und ist ein Ventil zum Auslassen des Brennabgases, das Verunreinigungen in der Zirkulationsströmungsleitung enthält, und Feuchtigkeit nach außen. Durch Öffnen des Auslass- und Ablassventils EV nimmt die Konzentration der Verunreinigungen in dem Brennabgas in der Zirkulationsströmungsleitung ab, wodurch es möglich ist, die Konzentration von Wasserstoff in dem Brennabgas, das über ein Zirkulationssystem zirkuliert, zu erhöhen.
  • Das Brennabgas, das über das Auslass- und Ablassventil EV ausgelassen wird, wird durch ein Vermischen mit dem Oxidationsabgas, das über eine Oxidationsabgasströmungsleitung OG strömt, ausgelassen.
  • Nachfolgend wird das Brenngaszufuhrsystem FSS beschrieben. Das Brenngaszufuhrsystem FSS enthält hauptsächlich einen Hochdruckwasserstofftank FS1, ein Hauptsperrventil FS2 und einen Einfüllanschluss bzw. einen Einfüllstutzen FS3.
  • Der Hochdruckwasserstofftank FS1 ist ein Speicherabschnitt, der Wasserstoffgas (das Brenngas) bei einem hohen Druck speichert (beispielsweise 35 MPa bis 70 MPa).
  • Das Hauptsperrventil FS2 ist ein Öffnung- und Verschlussventil, das ein Öffnen und Schließen in Abhängigkeit der Steuerung des Kontrollers HF-ECU in Bezug auf ein Brenngaszufuhrrohr durchführt, das von dem Hochdruckwasserstofftank FS1 mit der Brennstoffzelle FC verbunden ist. In Abhängigkeit des Öffnens und Schließens ist es möglich, die Strömung von Brenngas in die Brennstoffzelle FC von dem Hochdruckwasserstofftank FS1 zu blockieren oder freizugeben.
  • Der Einfüllanschluss FS3 ist ein Einfüllanschluss, um den Hochdruckwasserstofftank FS1 mit dem Brenngas zu befüllen. Der Einfüllanschluss FS3 ist in einer Deckeldose FS4 angeordnet. In der Deckeldose FS4 ist ein Deckel FS5 angeordnet, der rotiert werden kann, so dass der innere Abschnitt der Deckeldose FS4 freigegeben oder geschlossen wird.
  • Wenn der Deckel FS5 geschlossen wird, wird der Einfüllanschluss FS3 von dem Äußeren abgeschirmt. Wenn der Deckel FS5 geöffnet wird, wird der Einfüllanschluss FS3 zudem dem Äußeren ausgesetzt. Zu diesem Zeitpunkt kann eine Wasserstoffeinfülldüse (nicht dargestellt) einer Wasserstoffstation in den Einfüllanschluss FS3 eingeführt werden. Damit ein Nutzer den Brenngasspeicherabschnitt mit dem Brenngas befüllen kann, wenn die Wasserstoffeinfülldüse der Wasserstoffstation in den Einfüllanschluss FS3, der dem Äußeren ausgesetzt ist, eingeführt wird, wird eine Kommunikation zwischen dem Brennstoffzellensystem FS und der Wasserstoffstation über den Einfüllanschluss FS3 und die Wasserstoffeinfülldüse durchgeführt. Als ein Ergebnis dieser Kommunikation wird ein Ventil (nicht dargestellt) einer Einfüllleitung zwischen dem Hochdruckwasserstofftank FS1 und dem Einfüllanschluss FS3 geöffnet und das Befüllen des Brenngasspeicherabschnitts mit dem Brenngas beginnt, wenn ermittelt wird, dass das Befüllen des Brenngasspeicherabschnitts mit dem Brenngas durchgeführt werden kann.
  • Das Öffnen und Schließen des Deckels FS5 (d. h. das Öffnen/Schließen des Einfüllanschlusses FS3) wird durch die Steuerung des Kontrollers FCHV-ECU, des Kontrollers HF-ECU und ähnlichem in Abhängigkeit eines Befehls von dem Nutzer durchgeführt. Ein Steuerverfahren des Öffnen und Schließens des Deckels FS5 aufgrund des Kontrollers HF-ECU wird im Detail beschrieben.
  • Nachfolgend werden das Oxidationsgaszufuhrsystem ASS, das Antriebssystem HVS und das Kühlsystem CS beschrieben. Nur eine Hauptkonfiguration dieser Systeme wird einfach beschrieben. Das Oxidationsgaszufuhrsystem ASS enthält einen Luftreiniger AS2, einen Luftverdichter AS3 und einen Zwischenkühler AS4, die jeweils in der Oxidationsgasströmungsleitung AS1 angeordnet sind. Das Antriebssystem HVS enthält einen Brennstoffzellenhochsetzwandler HV1, einen Batteriehochsetzwandler HV2, einen Antriebsumrichter HV3, eine Sekundärbatterie BT und einen Antriebsmotor DM. Das Kühlsystem CS enthält einen Hauptradiator RM und eine Wasserpumpe WP.
  • Nachfolgend wird der Maschinenkontroller beschrieben. Der Kontroller FCHV-ECU, der Kontroller FC-ECU und der Kontroller HF-ECU sind Computersysteme, die jeweils eine CPU, einen ROM, einen RAM sowie eine Eingabe- und Ausgabeschnittstelle und ähnliches enthalten.
  • Der Kontroller FCHV-ECU führt eine Steuerung des gesamten Brennstoffzellensystems FS, eine Antriebssteuerung, eine Leistungsverzweigungssteuerung und ähnliches durch. Wenn beispielsweise ein von einem Zündschalter ausgegebenes Aktivierungssignal IG empfangen wird, startet der Kontroller FCHV-ECU den Betrieb des Brennstoffzellensystems FS (aktiviert das Brennstoffzellensystem FS). Danach ermittelt der Kontroller FCHV-ECU die für das gesamte Brennstoffzellensystem FS benötigte Leistung auf der Basis eines Beschleunigeröffnungssignals ACC, das von einem Beschleunigerbzw. Gaspedalsensor ausgegeben wird, eines Fahrzeuggeschwindigkeitsignals VC, das von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ausgegeben wird und ähnlichem. Die für das gesamte Brennstoffzellensystem FS benötigte Leistung ist der Gesamtwert aus der Fahrzeugfahrleistung und der Hilfsvorrichtungsleistung.
  • Zudem gibt der Kontroller FCHV-ECU beispielsweise jeden Wechselstrom-Spannungs-Befehlswert einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase als einen Schaltbefehl an den Antriebsumrichter aus, so dass ein Sollmoment in Abhängigkeit einer Beschleunigeröffnung erreicht wird, und steuert das Ausgabemoment des Antriebsmotors DM und die Drehzahl.
  • Wenn ein Signal zum Anhalten des Betriebs des Brennstoffzellensystems FS empfangen wird, startet der Kontroller FCHV-ECU zudem einen Prozess zum Anhalten des Betriebs des Brennstoffzellensystems FS. In dem Prozess zum Anhalten des Betriebs des Brennstoffzellensystems FS ist beispielsweise ein Prozess, wie ein Anhalten der Zufuhr des Brenngases und des Oxidationsgases zu der Brennstoffzelle FC (der Zelle CE) (der das Schließen des Hauptsperrventils FS2 enthält), ein Auslassen von Gas und Ablassen von Wasser in der Brennstoffzelle FC (der Zelle CE), ein Anpassen des Drucks in der Brennstoffzelle FC und ein Kühlen der Brennstoffzelle FC enthalten.
  • Der Kontroller FC-ECU führt eine Leistungserzeugungssteuerung der Brennstoffzelle FC, eine Steuerung von an dem Fahrzeug angebrachten Hilfsvorrichtungen und ähnlichem durch. Beispielsweise steuert der Kontroller FC-ECU das Oxidationsgaszufuhrsystem ASS und des Brenngaszufuhrsystem FSS, so dass der Leistungserzeugungsbetrag der Brennstoffzelle FC mit der Sollleistung übereinstimmt, und steuert einen Betriebspunkt der Brennstoffzelle FC (eine Ausgabespannung und einen Ausgabestrom) durch Steuern eines FC-Spannungsverstärkers FDC. Zudem steuert der Kontroller FC-ECU das Kühlsystem CS, so dass die Brennstoffzelle FC bei einer geeigneten Temperatur liegt.
  • Der Kontroller HF-ECU führt eine Steuerung durch, die relevant für das Befüllen, Zuführen und ähnlichem des Brenngases ist. Beispielsweise führt der Kontroller HF-ECU eine Steuerung der Kommunikation zwischen dem Brennstoffzellensystem FS und der Wasserstoffstation über den Einfüllanschluss FS3 und die Wasserstoffeinfülldüse durch, und eine Steuerung, ob der Deckel FS5 geöffnet oder geschlossen wird (d. h. ob der Einfüllanschluss FS3 geöffnet oder geschlossen wird), und/oder ob der Deckel FS5 geöffnet oder geschlossen werden kann.
  • [Steuerung des Brennstoffzellensystems]
  • Ein Steuerungsablauf des Prozesses, der durch das Brennstoffzellensystem FS durchgeführt wird, wird mit Bezug auf 2 beschrieben. Ein Steuerungsablauf des Prozesses, der relevant für die Öffnung des Einfüllanschlusses FS3 ist, wird dargestellt.
  • Zuerst ermittelt der Kontroller FCHV-ECU in Schritt S21, ob ein Öffnungsbefehl zum Öffnen des Einfüllanschlusses FS3 (d. h. ein Befehl zum Öffnen des Deckels FS5) empfangen wird. Der Öffnungsbefehl zum Öffnen des Einfüllanschlusses FS3 wird beispielsweise über den Betrieb von Schaltern durch den Nutzer des beweglichen Körpers, an dem das Brennstoffzellensystem FS angebracht wird, durchgeführt. Wenn ermittelt wird, dass der Befehl empfangen wird, fährt der Prozess mit Schritt S22 fort.
  • In Schritt S22 ermittelt der Kontroller FCHV-ECU, ob der bewegliche Körper, an dem das Brennstoffzellensystem FS angebracht ist (beispielsweise das Brennstoffzellenfahrzeug), angehalten ist (geparkt ist). Der Kontroller FCHV-ECU erfasst beispielsweise, ob die Position eines in dem beweglichen Körpers angebrachten Schalthebels P (Parken) ist, ob eine Handbremse bzw. Feststellbremse betätigt wird, oder ob die Fahrzeuggeschwindigkeit des beweglichen Körpers Null ist, und ermittelt daher, ob der bewegliche Körper angehalten ist. Es ist möglich in Abhängigkeit davon, ob ein Rad rotiert, zu ermitteln, ob der bewegliche Körper angehalten ist. Wenn ermittelt wird, dass der bewegliche Körper angehalten ist, fährt der Prozess mit Schritt S23 fort. Wenn ermittelt wird, dass der bewegliche Körper nicht angehalten ist, fährt der Prozess mit S26 fort und der Öffnungsbefehl zum Öffnen des Einfüllanschlusses FS3 wird abgebrochen (d. h. der Einfüllanschluss FS3 wird nicht geöffnet).
  • In Schritt S23 ermittelt der Kontroller FCHV-ECU, ob das Brennstoffzellensystem FS betrieben wird (d. h. ein Zustand, in dem Leistung erzeugt wird oder die Leistung erzeugt werden kann, wie beispielsweise während dem Betrieb oder der Aktivierung). Wenn ermittelt wird, dass das Brennstoffzellensystem FS aktiviert ist, fährt der Prozess mit Schritt S24 fort. Wenn ermittelt wird, dass das Brennstoffzellensystem FS nicht betrieben wird, fährt der Prozess mit Schritt S25 fort.
  • In Schritt S24 schließt der Kontroller FCHV-ECU das Hauptsperrventil FS2. Die Strömung des Brenngases zwischen dem Hochdruckwasserstofftank FS1 und der Brennstoffzelle FC ist aufgrund des Schließens des Hauptsperrventils FS2 blockiert.
  • Zudem kann der Kontroller FCHV-ECU das Hauptsperrventil FS2 in Schritt S24 schließen und kann einen Prozess zum Beenden (Anhalten) des Betriebs des Brennstoffzellensystems FS starten. In dem Prozess zum Anhalten des Betriebs des Brennstoffzellensystems FS ist beispielsweise ein Prozess wie ein Anhalten der Zufuhr des Brenngases und des Oxidationsgases zu der Brennstoffzelle FC (der Zelle CE), ein Auslassen von Gas und ein Ablassen von Wasser in der Brennstoffzelle FC (der Zelle CE), ein Anpassen des Drucks in der Brennstoffzelle FC und ein Kühlen der Brennstoffzelle FC enthalten.
  • Der Prozess zum Anhalten des Betriebs des Brennstoffzellensystems FS ist identisch mit dem Prozess, der zu dem Zeitpunkt eines Empfangens des Signals zum Anhalten des Brennstoffzellensystems FS, wie oben beschrieben ist, startet (normaler Anhalte-Prozess des Brennstoffzellensystems).
  • Wenn das Hauptsperrventil FS2 geschlossen ist, wird das Brenngas nicht der Brennstoffzelle FC (der Zelle CE) zugeführt, wodurch, wenn die Leistungserzeugung zu einem Zeitpunkt benötigt wird, wenn das Hauptsperrventil FS2 geschlossen ist, ein Brenngasmangel (Wasserstoffmangel) auftritt. In Schritt S24 jedoch ist das Hauptsperrventil FS2 geschlossen und der Betrieb des Brennstoffzellensystems FS angehalten, wodurch es möglich ist, den Brenngasmangel zu verhindern.
  • Zudem kann der Prozess zum Anhalten der Aktivierung des Brennstoffzellensystems FS in Schritt S24 einen Teil des normalen Anhalte-Prozesses des Brennstoffzellensystems FS auslassen. Beispielsweise ist es möglich, den Prozess zum Auslassen von Gas und/oder Ablassen von Wasser in der Brennstoffzelle FC (der Zelle CE) auszulassen. Durch Auslassen eines Teils des Prozesses auf diese Weise ist es möglich, das Anhalten der Aktivierung des Brennstoffzellensystems FS früher zu vervollständigen als in dem normalen Anhalte-Prozess.
  • In Schritt S25 öffnet der Kontroller FCHV-ECU (oder der Kontroller HF-ECU) den Einfüllanschluss FS3 (d. h. öffnet den Deckel FS5). Alternativ stellt der Kontroller FCHV-ECU (oder der Kontroller HF-ECU) den Einfüllanschluss FS3 derart ein, dass er in einem Zustand ist, in dem der Einfüllanschluss FS3 geöffnet werden kann. Durch Öffnen des Einfüllanschlusses FS3 ist es dem Nutzer möglich, die Wasserstoffeinfülldüse der Wasserstoffstation in den Einfüllanschluss FS3 einzuführen.
  • Wie oben beschrieben ist, öffnet der Kontroller FCHV-ECU gemäß dieser Ausführungsform den Einfüllanschluss FS3, nachdem das Hauptsperrventil FS2 geschlossen wurde, wenn der Befehl zum Öffnen des Einfüllanschlusses FS3 zu dem Zeitpunkt empfangen wurde, wenn die Bewegung des beweglichen Körpers, an dem das Brennstoffzellensystem FS angebracht wird, angehalten ist und das Brennstoffzellensystem FS betrieben wird. Zudem wird der Öffnungsbefehl zum Öffnen des Einfüllanschlusses FS3 zu dem Zeitpunkt abgebrochen, wenn der bewegliche Körper bewegt wird.
  • Auch wenn der Befehl zum Öffnen des Einfüllanschlusses FS3 empfangen wird, wird demzufolge der Einfüllanschluss FS3 zu dem Zeitpunkt nicht geöffnet, wenn der bewegliche Körper bewegt wird, wodurch es möglich ist, die Sicherheit des beweglichen Körpers (des Fahrzeugs), an dem die Brennstoffzelle FC angebracht ist, zu gewährleisten.
  • Wenn der Befehl zum Öffnen des Einfüllanschlusses FS3 zu dem Zeitpunkt empfangen wird, wenn der bewegliche Körper angehalten ist (geparkt ist), wird zudem der Einfüllanschluss FS3 geöffnet, nachdem das Hauptsperrventil FS2 zu dem Zeitpunkt geschlossen wird, wenn das Brennstoffzellensystem FS betrieben wird. Aus diesem Grund fühlt der Nutzer kein Unbehagen, dass der Einfüllanschluss FS3 nicht geöffnet werden kann, auch wenn der Nutzer versucht den Einfüllanschluss FS zu öffnen. D. h. der Öffnungsbefehl zum Öffnen des Einfüllanschlusses FS3, der zu dem Zeitpunkt empfangen wurde, wenn das Brennstoffzellensystem FS betrieben wurde, ist für den Nutzer angenehmer als ein Fall, bei dem der Öffnungsbefehl durchgängig abgebrochen wird.
  • Wenn der Öffnungsbefehl zum Öffnen des Einfüllanschlusses FS3 zu dem Zeitpunkt empfangen wurde, wenn der bewegliche Körper angehalten ist (geparkt ist) und das Brennstoffzellensystem FS aktiviert ist, wird zudem das Hauptsperrventil FS2 geschlossen und die Aktivierung des Brennstoffzellensystems FS wird angehalten, und dann kann der Einfüllanschluss FS3 geöffnet werden. Als ein Ergebnis hiervon ist es möglich, einen Wasserstoffmangel zu verhindern, der auftritt, wenn das Hauptsperrventil FS2 geschlossen ist, ohne die Aktivierung des Brennstoffzellensystems FS anzuhalten.
  • Der Prozess zum Anhalten der Aktivierung des Brennstoffzellensystems FS in Schritt S24 aus 2 kann zudem einen Teil des normalen Anhalte-Prozesses des Brennstoffzellensystems FS auslassen. Durch ein Auslassen eines Teils des Prozesses auf diese Weise ist es möglich, die Aktivierung des Brennstoffzellensystems FS früher anzuhalten, als in dem normalen Anhalte-Prozess des Brennstoffzellensystems FS, wodurch es möglich ist, den Einfüllanschluss FS3 früher zu öffnen als in einem Fall, in dem bis zum Ende des normalen Anhalte-Prozesses gewartet wird.
  • Es wird berücksichtigt, dass, wenn der Nutzer den Einfüllanschluss FS3 öffnet, um die Brennstoffzelle mit dem Brenngas zu füllen, es zudem sehr wahrscheinlich ist, dass der Nutzer den Betrieb des Fahrzeugs unmittelbar startet, nachdem die Befüllung endet. Demzufolge wird berücksichtigt, dass, auch wenn ein Teil des Prozesses, wie beispielsweise ein Auslassen von Gas und Ablassen von Wasser in der Brennstoffzelle FC (der Zelle CE) in dem Prozess zum Anhalten der Aktivierung des Brennstoffzellensystems FS in Schritt S24 ausgelassen wird, sich die Brennstoffzelle FC kaum verschlechtert.
  • Erklärung der Bezugszeichen
    • AS1:
      Oxidationsgasströmungsleitung
      AS2:
      Luftreiniger
      AS3:
      Luftverdichter
      AS4:
      Zwischenkühler
      ASS:
      Oxidationsgaszufuhrsystem
      BT:
      Sekundärbatterie
      CE:
      Zelle
      CS:
      Kühlsystem
      DM:
      Antriebsmotor
      FCHV-ECU:
      Kontroller
      FC-ECU:
      Kontroller
      HF-ECU:
      Kontroller
      EV:
      Auslass- und Ablassventil
      FC:
      Brennstoffzelle
      FS:
      Brennstoffzellensystem
      FS1:
      Hochdruckwasserstofftank
      FS2:
      Hauptsperrventil
      FS3:
      Einfüllanschluss
      FS4:
      Deckeldose
      FS5:
      Deckel
      FSS:
      Brenngaszufuhrsystem
      HP:
      Wasserstoffpumpe
      HVS:
      Antriebssystem
      RM:
      Hauptradiator
      WP:
      Wasserpumpe
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2011-181509 A1 [0003]

Claims (6)

  1. Brennstoffzellensystem, das an einem beweglichen Körper angebracht werden kann, aufweisend: einen Zellstapel, der eine Mehrzahl von Einheitszellen enthält, die Leistung durch Empfangen einer Zufuhr von Brenngas und Oxidationsgas generieren; einen Brenngasspeicherabschnitt, der das Brenngas speichert; eine Zufuhrleitung, die dem Zellstapel Brenngas von dem Brenngasspeicherabschnitt zuführt; ein Hauptsperrventil, das in der Zufuhrleitung angeordnet ist, und die Zufuhr des Brenngases zu dem Zellstapel steuert; einen Einfüllanschluss zum Befüllen des Brenngasspeicherabschnitts mit dem Brenngas; und einen Kontroller, der den Einfüllanschluss derart steuert, dass er geöffnet wird, nachdem das Hauptsperrventil geschlossen wurde, wenn ein Befehl zum Öffnen des Einfüllanschlusses zu dem Zeitpunkt empfangen wird, wenn der bewegliche Körper angehalten ist und das Brennstoffzellensystem betrieben wird.
  2. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, wobei der Kontroller einen Endprozess mit Bezug auf den Betrieb des Brennstoffzellensystems durchführt und das Hauptsperrventil schließt, wenn der Befehl zum Öffnen des Einfüllanschlusses zu dem Zeitpunkt empfangen wird, wenn eine Bewegung des beweglichen Körpers angehalten ist und das Brennstoffzellensystem betrieben wird.
  3. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 2, wobei der Endprozess des Betriebs des Brennstoffzellensystems zumindest einen Teil eines normalen Endprozesses des Betriebs des Brennstoffzellensystems nicht enthält, wenn der Befehl zum Öffnen des Einfüllanschlusses zu dem Zeitpunkt empfangen wird, wenn die Bewegung des beweglichen Körpers angehalten ist und das Brennstoffzellensystem betrieben wird.
  4. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 3, wobei der Teil des Prozesses einen Auslassprozess und/oder einen Ablassprozess des Zellstapels enthält.
  5. Beweglicher Körper, an dem ein Brennstoffzellensystem angebracht ist, wobei das Brennstoffzellensystem enthält: einen Zellstapel, der eine Mehrzahl von Einzelzellen enthält, die Leistung durch Empfangen einer Zufuhr von Brenngas und Oxidationsgas generieren, einen Brenngasspeicherabschnitt, der das Brenngas speichert, eine Zufuhrleitung, die das Brenngas dem Zellstapel von dem Brenngasspeicherabschnitt zuführt, ein Hauptsperrventil, das in der Zufuhrleitung angeordnet ist, und die Zufuhr des Brenngases zu dem Zellstapel steuert, einen Einfüllanschluss zum Befüllen des Brenngasspeicherabschnitts mit dem Brenngas, und einen Kontroller, der den Einfüllanschluss derart steuert, dass er geöffnet wird, nachdem das Hauptsperrventil geschlossen wurde, wenn ein Befehl zum Öffnen des Einfüllanschlusses zu dem Zeitpunkt empfangen wird, wenn eine Bewegung des beweglichen Körpers angehalten ist und das Brennstoffzellensystem betrieben wird.
  6. Steuerverfahren, das in einem Brennstoffzellensystem durchgeführt wird, das an einem beweglichen Körper angebracht werden kann, wobei das Verfahren aufweist: einen Schritt zum Ermitteln, ob der bewegliche Körper angehalten ist und das Brennstoffzellensystem betrieben wird, wenn ein Öffnungsbefehl zum Öffnen eines Einfüllanschlusses zum Befüllen eines Brenngasspeicherabschnitts mit Brenngas empfangen wird; und einen Schritt zum Öffnen des Einfüllanschlusses, nachdem ein Hauptsperrventil, das eine Zufuhr des Brenngases zu einem Zellstapel von dem Brenngasspeicherabschnitt steuert, geschlossen wird, wenn ermittelt wird, dass eine Bewegung des beweglichen Körpers angehalten ist und das Brennstoffzellensystem betrieben wird.
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