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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem und insbesondere eine Aktivierungssteuerung einer Brennstoffzelle.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Brennstoffzellen haben als umweltfreundliche und saubere Energiequelle weltweit Aufmerksamkeit erlangt. Brennstoffzellen erzeugen elektrische Energie unter Verwendung einer elektrochemischen Reaktion zwischen einem Brennstoff, wie Wasserstoff, und Luft. Bei der Aktivierung einer Brennstoffzelle braucht es Zeit, um den Brennstoff und die Luft bereitzustellen und die Temperatur zu steuern. In der Patentschrift
JP H09-231991 A ist beispielsweise beschrieben, dass durch Zuführen einer elektrischen Leistung an ein Zusatzaggregat, für das ein spezifizierter schwacher elektrischer Strom ausreichend ist, ein Aufwärmvorgang erfolgt, bevor eine Brennstoffzelle mit einer Last (oder einem Motor) verbunden wird, und dann nach dem Aufwärmvorgang der Last eine elektrische Leistung zugeführt wird.
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Die Offenlegungsschrift der deutschen Patentanmeldung mit der Nummer
DE 101 25 106 A1 beschreibt ein Brennstoffzellensystem, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einer Einrichtung zum Bereitstellen der Betriebsstoffe für eine Brennstoffzelle und einer elektrischen Energiespeichereinrichtung. Die Energiespeichereinrichtung besteht aus einer Batterie und einem Ladungszwischenspeicher, welcher einen geringeren Innenwiderstand hat als die Batterie. In der elektrischen Verbindung zwischen der Energiespeichereinrichtung und der Brennstoffzelle ist ein Schalter vorgesehen.
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Die Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer
JP 2002-134149 A offenbart ein Brennstoffzellensystem mit einem Reformer zum Erzeugen von reformiertem Wasserstoffgas, einer Brennstoffzelle zum Einführen des reformierten Gases und zum Erzeugen von elektrischer Leistung, einer Sekundärzelle als eine Leistungsquelle zum Starten des Systems, und einer Ladevorrichtung zum Laden der Sekundärzelle mit der durch die Brennstoffzelle erzeugten elektrischen Leistung. Ferner ist eine Einrichtung zum Unterdrücken einer Abgabe und zum Laden der Sekundärzelle in einer Anfangsphase, ausgehend von einem Start der Elektrizitätserzeugung der Brennstoffzelle bis zu dem Zeitpunkt, bei welchem eine vorbestimmte Menge an Elektrizität, welche beim Starten verbraucht wird, wiederhergestellt ist, vorgesehen.
[Patentdokument 1]
JP H09-231991 A [Patentdokument 2]
DE 101 25 106 A1 [Patentdokument 3]
JP 2002-134149 A
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Selbst wenn jedoch in diesem Fall des einschlägigen Stands der Technik die Brennstoffzelle normal arbeitet, wenn dem Zusatzaggregat elektrische Leistung zugeführt wird, so verbraucht die Last rasch einen starken elektrischen Strom, sobald unmittelbar nach dem Aufwärmvorgang auf eine Leistungszuführungsbestimmungsposition geschaltet wird, vom Zusatzaggregat zur Last (wie z. B. einem Elektromotor zum Ansteuern eines Fahrzeugs), die eine große Menge an elektrischer Leistung verbraucht, und daher besteht die Möglichkeit, einer Verringerung in der Spannung der Brennstoffzelle. Versucht ein Fahrzeugführer beispielsweise ein Brennstoffzellenfahrzeug plötzlich zu beschleunigen, nachdem die Brennstoffzelle aktiviert und diese mit der Last (oder dem Elektromotor) verbunden worden ist, besteht die Möglichkeit, dass die Brennstoffzelle keine ausreichende Leistungsmenge erzeugen kann, um die Sollmenge an elektrischer Leistung für die Last zu erfüllen, und die Erwartungen des Fahrzeugführers an die Fahrleistung werden möglicherweise nicht zufrieden gestellt.
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Die Erfindung zielt darauf ab, das Problem des vorstehend beschriebenen Stands der Technik zu lösen, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Brennstoffzellensystem zu schaffen, das die Leistungsabgabe-Stabilität der Brennstoffzelle verbessern kann, nachdem die Brennstoffzelle mit der Last verbunden worden ist.
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Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu lösen, weist das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem folgende Merkmale auf: eine Last; eine Brennstoffzelle zum Zuführen einer elektrischen Leistung zur Last; eine elektrische Leistungsspeicherungsvorrichtung, die mit zumindest der elektrischen Leistung aufgeladen werden kann, die der Verbrauchsleistung der Last entspricht; und eine Verbindungssteuerungseinheit zum Steuern der Verbindung der Brennstoffzelle mit der Last. Bevor die Verbindungssteuerungseinheit die Brennstoffzelle mit der Last verbindet, wird bewirkt, dass die Brennstoffzelle eine elektrische Leistung erzeugt, die der Verbrauchsleistung der Last entspricht, und die erzeugte Leistung wird der elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtung zugeführt. Durch Zuführen der der Verbrauchsleistung der Last entsprechenden, elektrischen Leistung zur elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtung, bevor die Brennstoffzelle mit der Last verbunden wird, ist es möglich, eine Abnahme der Brennstoffzellenspannung zu verhindern, wenn die Brennstoffzelle mit der Last verbunden wird, und die Leistungsabgabe-Stabilität zu verbessern, nachdem die Brennstoffzelle mit der Last verbunden worden ist. Da die durch die Brennstoffzelle erzeugte, elektrische Leistung, bevor sie mit der Last verbunden wird, verwendet wird, um die elektrische Leistungsspeicherungsvorrichtung aufzuladen, kann außerdem die elektrische Leistung von der elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtung, die zum Ansteuern des Zusatzaggregats oder für andere Zwecke verwendet wurde, kompensiert werden.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Brennstoffzellensystem ist es zu bevorzugen, dass, wenn die Brennstoffzelle aktiviert ist und bevor die Verbindungssteuerungseinheit die Brennstoffzelle mit der Last verbindet, bewirkt wird, dass die Brennstoffzelle eine elektrische Leistung erzeugt, die der Verbrauchsleistung der Last entspricht, und die erzeugte Leistung wird der elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtung zugeführt.
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Es ist zudem zu bevorzugen, dass es sich bei der elektrischen Leistung, die der Verbrauchsleistung der Last entspricht, um die elektrische Leistung handelt, die der maximalen Verbrauchsleistung der Last entspricht.
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Außerdem ist es zu bevorzugen, dass das Brennstoffzellensystem ferner eine Steuerungseinheit zum Steuern der Brennstoffzelle beinhaltet, um eine elektrische Leistung zu erzeugen, die verwendet werden kann, um die elektrische Leistungsspeicherungsvorrichtung aufzuladen.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Brennstoffzellensystem ist es zu bevorzugen, dass die Steuerungseinheit die maximal zulässige Ladeleistung für die elektrische Leistungsspeicherungsvorrichtung basierend auf zumindest der Spannung der elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtung berechnet und die Brennstoffzelle gemäß der maximalen Ladeleistung steuert. Es kann verhindert werden, dass die elektrische Leistungsspeicherungsvorrichtung ihre Grenze überschreitet, indem die Spannung der elektrischen Leistung, die erzeugt werden soll, basierend auf der maximal zulässigen Ladeleistung der elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtung festgelegt wird.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Brennstoffzellensystem ist es zu bevorzugen, dass das Brennstoffzellensystem ferner eine Spannungserfassungsvorrichtung zum Erfassen der Spannung der Brennstoffzelle aufweist, und dass die Verbindungssteuerungseinheit beurteilt, ob die Brennstoffzellenspannung, die durch die Spannungserfassungsvorrichtung zum Zeitpunkt der Zuführung der elektrischen Leistung zur elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtung erfasst wurde, größer oder gleich einem spezifizierten Wert ist; und wenn die Brennstoffzellenspannung größer oder gleich dem spezifizierten Wert ist, erlaubt die Verbindungssteuerungseinheit die Verbindung der Brennstoffzelle mit der Last. Da die Brennstoffzelle mit der Last verbunden wird, nachdem bestätigt worden ist, dass in Bezug auf die Brennstoffzellenspannung keine Anormalität vorliegt, selbst wenn die elektrische Leistung, die gleich der Last ist, in der Brennstoffzelle erzeugt wird, kann die Leistungsabgabe-Stabilität nach dem Verbinden der Brennstoffzelle mit der Last weiter verbessert werden.
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Bei dem Brennstoffzellensystem ist es zu bevorzugen, dass die Spannungserfassungsvorrichtung eine jeweilige Zellenspannung der Brennstoffzelle erfasst. Durch Erfassen einer jeweiligen Zellenspannung ist es möglich, den Aktivierungszustand korrekt aufzufassen.
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Bei einem Fahrzeug, das mit der vorstehend beschriebenen Brennstoffzelle ausgerüstet ist, ist es außerdem zu bevorzugen, dass die Last eine Fahzeugbewegungs-Antriebsvorrichtung beinhaltet, und die elektrische Leistung, die der maximalen Verbrauchsleistung der Last entspricht, die elektrische Leistung ist, die der maximalen Verbrauchsleistung der Bewegungsantriebsvorrichtung nach deren Aktivierung entspricht.
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Durch Anwenden des vorstehend beschriebenen Brennstoffzellensystems auf das Fahrzeug, ist es möglich, die Leistungsabgabe der Brennstoffzelle zu stabilisieren, selbst wenn das Fahrzeug plötzlich nach dem Verbinden der Brennstoffzelle mit der Last beschleunigt wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Brennstoffzellensystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist ein Flußdiagramm, das eine Verarbeitungssequenz erläutert, die durch das Brennstoffzellensystem gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt wird, um eine Aktivierung zu bestätigen und um zu beurteilen, ob eine Verbindung mit einer Last erlaubt werden kann oder nicht.
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3 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Brennstoffzellensystems gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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BESTE ART UND WEISE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert, indem ein Beispiel gezeigt wird, bei dem die Erfindung auf ein Fahrzeug angewendet wird.
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<1. Systemkonfiguration>
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1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Brennstoffzellensystems gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Dieses System beinhaltet eine Brennstoffzelle 10, eine Spannungserfassungsvorrichtung 11, eine Wasserstoffzuführvorrichtung 12, eine Luftzuführvorrichtung 13, eine Bewegungsantriebsvorrichtung 2, eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 30, eine elektrische Leistungsspeicherungsvorrichtung 31, eine elektrische Leistungsspeicherungs-Steuerungsvorrichtung 32 und eine elektronische Steuerungseinheit 4.
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Die Brennstoffzelle 10 nimmt die Zuführung von Wasserstoff und Luft von der Wasserstoffzuführvorrichtung 12 und der Luftzuführvorrichtung 13 jeweils auf und erzeugt dadurch eine elektrische Leistung mittels einer elektrochemischen Reaktion. Die Spannungserfassungsvorrichtung 11 erfasst eine jeweilige Zellenspannung und gibt den erfassten Spannungswert einer jeden Zelle an die elektronische Steuerungseinheit 4 aus.
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Die Bewegungsantriebsvorrichtung 2 besteht beispielsweise aus einem Traktionsinverter bzw. Zugkraftumwandler und einem synchronen Drehstrommotor und erzeugt eine Antriebskraft mit der von der Brennstoffzelle 10 und der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung zugeführten elektrischen Leistung, wodurch die Räder des Fahrzeugs angetrieben werden.
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Die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 30 besteht beispielsweise aus einem Gleichstromspannungs-Wechsler und weist eine Funktion auf, die der Bewegungsantriebsvorrichtung 2 die in der elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtung 31 gespeicherte elektrische Leistung zuführt, und eine andere, die hingegen in der elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtung 31 die elektrische Leistung, die durch die Bewegungsantriebsvorrichtung 2 regeneriert wird, und die in der Brennstoffzelle 10 erzeugte Leistung speichert. Da außerdem die beiden Ausgangsklemmen der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung 30 auf der Brennstoffzellenseite jeweils mit den beiden Ausgangsklemmen der Brennstoffzelle 10 verbunden sind, kann die Ausgangsspannung der gesamten Brennstoffzelle 10 gemäß der Ausgangsspannung der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung 30 eingestellt werden. Daher bildet die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 30 eine Steuerungseinheit für die Brennstoffzelle.
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Die elektrische Leistungsspeicherungsvorrichtung 31 kann beispielsweise aus einer sekundären Batterie oder einem Kondensator bestehen. Die elektrische Leistungsspeicherungsvorrichtung 31 sollte eine ausreichende Batteriekapazität aufweisen, um als Ladeleistung die elektrische Leistung aufnehmen zu können, die größer oder gleich der Verbrauchsleistung der Bewegungsantriebsvorrichtung 2 ist.
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Die elektrische Leistungsspeicherungs-Steuerungsvorrichtung 32 berechnet die maximale Ladeleistung, die verwendet werden kann, um die elektrische Leistungsspeicherungsvorrichtung zu laden, basierend auf der Spannung, der Batteriekapazität (SOC = Ladungszustand) und der Temperatur der elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtung 31 und gibt die maximale Ladeleistung an die elektronische Steuerungseinheit 4 aus. Außerdem wird die Lade- und Entladesteuerung der elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtung 31 basierend auf dem Ausgangssignal der elektronischen Steuerungseinheit 4 ausgeführt.
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Die elektronische Steuerungseinheit 4 gibt ein Signal aus, um die Wasserstoff- und Luftzuführmenge an die Wasserstoffzuführvorrichtung 12 und die Luftzuführvorrichtung 13 der Brennstoffstelle basierend auf dem Ausgangssignal eines Fahrpedalwinkeldetektors oder ähnlichem, der in der Zeichnung nicht gezeigt ist, zu benennen. Außerdem legt die elektronische Steuerungseinheit 4 die elektrische Leistung, die durch die Brennstoffzelle erzeugt werden soll, die kleiner oder gleich der maximalen Ladeleistung ist, basierend auf der durch die elektrische Leistungsspeicherungs-Steuerungsvorrichtung 32 berechneten, maximalen Ladeleistung, die verwendet werden kann, um die elektrische Leistungsspeicherungsvorrichtung zu laden, fest, und berechnet eine Brennstoffzellenspannung basierend auf dieser elektrischen Leistung, die durch die Brennstoffzelle erzeugt werden soll, und sendet diese an die elektrische Leistungsspeicherungs-Steuerungsvorrichtung 32. Ferner bildet die elektronische Steuerungseinheit 4 eine Verbindungssteuerungseinheit der vorliegenden Erfindung und beurteilt, basierend auf dem Signal von der Spannungserfassungsvorrichtung 11 der Brennstoffzelle, ob die Verbindung der Bewegungsantriebsvorrichtung 2, bei der es sich um die Last handelt, erlaubt werden kann oder nicht. Genauer gesagt beurteilt die elektronische Steuerungseinheit 4, ob die Brennstoffzellenspannung, die durch die Spannungserfassungsvorrichtung 11 erfasst wird, größer oder gleich einem spezifizierten Wert ist oder nicht; und wenn die Brennstoffzellenspannung größer oder gleich dem spezifizierten Wert ist, sendet die elektronische Steuerungseinheit 4 ein Steuerungssignal an einen Wechselschalter, der in der Zeichnung nicht gezeigt ist, und verbindet die Brennstoffzelle 10 mit der Bewegungsantriebsvorrichtung 2
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<2. Steuerungsfluss>
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2 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungssequenz erläutert, die durch das Brennstoffzellensystem gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ausgeführt wird, um eine Aktivierung zu bestätigen und um zu beurteilen, ob die Verbindung mit der Last erlaubt werden kann oder nicht. Die in diesem Flussdiagramm erläuterte Verarbeitung wird durch die elektronische Steuerungseinheit 4 und die elektrische Leistungsspeicherungs-Steuervorrichtung 32 zum Zeitpunkt der Aktivierung des Brennstoffzellensystems ausgeführt.
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Wenn bei Schritt S1 ein Zündschlüssel umgedreht wird, wird bei Schritt S2 die Wasserstoffzufuhr gestartet und eine Druckbeaufschlagung durchgeführt und bei Schritt S3 die Luftzufuhr gestartet und die Druckbeaufschlagung durchgeführt.
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Bei Schritt S4 wird eine jeweilige Zellenspannung der Brennstoffzelle durch Aufnehmen des Ausgangssignals der Spannungserfassungsvorrichtung 11 erfasst. Dann erfolgt bei Schritt S5 eine Beurteilung darüber, ob alle Zellspannungen größer oder gleich einer zulässigen Spannung V1 sind oder nicht. Dieser Wert V1 beträgt für eine jeweilige Zelle beispielsweise 0,9 V. Wenn eine beliebige Zellenspannung kleiner ist als V1 (Schritt S5: NEIN), erfolgt bei Schritt S6 darüber eine Beurteilung, ob eine Anormalität wie ein Ausfall in der Brennstoffzelle vorliegt. Liegt eine Anormalität vor (Schritt S6: JA), wird bei Schritt S16 bestimmt, dass die Verbindung mit der Last nicht erlaubt werden kann, und die Verarbeitungssequenz wird dann beendet. Wenn keine Anormalität vorliegt (Schritt S6: NEIN), wartet die elektronische Steuerungseinheit 4 bei Schritt S7 einen festgelegten Zeitraum lang, weil die Brennstoffzelle noch nicht aktiviert worden ist; und dann kehrt die Verarbeitung zu Schritt S4 zurück und jede Zellenspannung wird erfaßt. Wenn hingegen alle Zellenspannungen V1 erreicht haben (Schritt S5: JA), wird die Verarbeitung beim nächsten Schritt fortgesetzt, und es erfolgt darüber eine Beurteilung, ob die Verbindung erlaubt werden soll oder nicht.
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Bei Schritt S8 wird die durch die elektrische Leistungsspeicherungs-Steuerungsvorrichtung 32 berechnete, maximale Ladeleistung Pc, die zum Laden der elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtung verwendet werden kann, erfasst. Dann wird bei Schritt S9 die elektrische Leistung Pr, die durch die Brennstoffzelle erzeugt werden soll, basierend auf der maximalen Ladeleistung Pc festgelegt. Es ist zu bevorzugen, dass die elektrische Leistung Pr, die durch die Brennstoffzelle erzeugt werden soll, kleiner ist als die aufladbare Leistung Pc und nahe der maximalen Abgabe der Bewegungsantriebsvorrichtung 2 nach ihrer Aktivierung. Die elektrische Leistung Pr, die durch die Brennstoffzelle erzeugt werden soll, sollte kleiner sein als die maximale Ladeleistung Pc, um zu verhindern, dass die elektrische Leistungsspeicherungsvorrichtung ihre Grenze überschreitet. Die elektrische Leistung Pr, die durch die Brennstoffzelle erzeugt werden soll, sollte nahe der maximalen Abgabe der Bewegungsantriebsvorrichtung 2 nach deren Aktivierung sein, weil anzunehmen ist, dass dies kein Problem darstellt, nachdem die Brennstoffzelle mit der Antriebsvorrichtung verbunden worden ist, wenn bestätigt worden ist, dass die Erzeugung der elektrischen Leistung durch die Brennstoffzelle, die gleich der Verbrauchsleistung der Bewegungsantriebsvorrichtung ist, keine nachteilige Auswirkung auf die Leistungserzeugungsfähigkeit hat. Außerdem wird bei Schritt S9 ein elektrischer Strom lr, der erzeugt werden soll, ebenfalls basierend auf der zu erzeugenden, elektrischen Leistung Pr festgelegt. Dieser zu erzeugende, elektrische Strom wird gemäß einem Strom-Elektrische-Leistungs-Kennfeld für die Brennstoffzelle 10 festgelegt.
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Bei Schritt S10 wird eine Steuerungsspannung Vr der Brennstoffzelle basierend auf dem elektrischen Strom lr, der erzeugt werden soll, festgelegt und an die elektrische Leistungsspeicherungs-Steuerungsvorrichtung 32 gesendet. Diese Steuerungsspannung Vr wird gemäß einem Strom-Spannungs-Kennfeld der Brennstoffzelle 10 festgelegt.
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Nachdem die Steuerungsspannung Vr der Brennstoffzelle an die elektrische Leistungsspeicherungs-Steuerungsvorrichtung 32 gesendet worden ist, wartet die elektronische Steuerungseinheit 4, bis eine festgelegte Zeitdauer (beispielsweise 200 Millisekunden) bei Schritt S11 verstrichen ist, und liest bei Schritt S12 den Wert einer jeden Zellenspannung von der Spannungserfassungsvorrichtung 11, nachdem die festgelegte Zeitdauer verstrichen ist.
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Bei Schritt S13 wird eine jeweilige Zellenspannung mit einer zulässigen Spannung V2 verglichen. Dieser Wert V2 beträgt beispielsweise für eine jeweilige Zelle 0,4 V. Wenn eine beliebige Zellenspannung kleiner ist als V2 (Schritt S13: NEIN), dann erfolgt bei Schritt S14 eine Beurteilung, ob eine Anormalität vorliegt, wie z. B. ein Ausfall in der Brennstoffzelle. Liegt eine Anormalität vor (Schritt S14: JA), dann wird bestimmt, dass die Verbindung mit der Last bei Schritt S16 nicht erlaubt werden kann, und die Verarbeitungssequenz wird dann beendet. Liegt keine Anormalität vor (Schritt S14: NEIN), wartet die elektronische Steuerungseinheit 4 eine festgelegte Zeitdauer bei Schritt S15 ab, weil die Brennstoffzelle nicht ausreichend aktiviert worden ist; und dann kehrt die Verarbeitung zu Schritt S8 zurück und die maximale Ladeleistung Pc wird berechnet. Wenn hingegen alle Zellenspannungen V2 erreicht haben (Schritt S13: JA), wird bei Schritt S17 bestimmt, dass die Verbindung erlaubt werden kann, und die Verarbeitungssequenz wird dann beendet. Sobald die Verbindung erlaubt ist, kann die Brennstoffzelle mit der Antriebsvorrichtung verbunden werden. Daher kann im Falle eines Autos ein Fahrzeugführer das Auto zuverlässig in Bewegung setzen, in dem der Gangschalthebel in die Fahrposition versetzt und das Fahrpedal betätigt wird.
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3 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Brennstoffzellensystems gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Dessen Elemente sowie jene der ersten Ausführungsform in 1 besitzen die gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform, weswegen auf eine ausführliche Beschreibung derselben verzichtet wird.
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Die zweite Ausführungsform ist so ausgelegt, dass sie eine Entladungsspannung einer elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtung 31a der Bewegungsantriebsvorrichtung 2 zuführt, so dass ein Fahrzeug fahren kann, selbst wenn ein Aufwärmvorgang ausgeführt wird, indem die elektrische Leistungsspeicherungsvorrichtung 31 mit elektrischer Leistung geladen wird, die durch die Brennstoffzelle 10 erzeugt wird. Bei dem in 3 gezeigten Beispiel sind zwei Sätze von elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtungen, die elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtungen 31 und 31a, vorgesehen. Dementsprechend sind zwei Sätze von elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtungen, die elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtungen 30 und 30a vorgesehen. Während des Aufwärmvorgangs der Brennstoffzelle wird die durch die Brennstoffzelle 10 erzeugte elektrische Leistung verwendet, um die elektrische Leistungsspeicherungsvorrichtung 31 zu laden, und die elektrische Leistung, die zum Ansteuern der Bewegungsantriebsvorrichtung 2 notwendig ist, wird der elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtung 31a zugeführt. Nachdem der Aufwärmvorgang der Brennstoffzelle 10 beendet ist, werden beide elektrische Leistungsspeicherungsvorrichtungen 31 und 31a für den Zweck des Fahrens oder zum Laden mit der regenerierten Leistung oder zum Laden mit der Leistung von der Brennstoffzelle 10 verwendet.
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Übrigens können die Funktionen der elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtungen 31 und 31a so unterteilt sein, dass die elektrische Leistungsspeicherungsvorrichtung 31a als die elektrische Leistungsspeicherungsvorrichtung (oder Leistungsquelle) für die Bewegungsantriebsvorrichtung 2 verwendet wird, und die elektrische Leistungsspeicherungsvorrichtung 31 als die elektrische Leistungsspeicherungsvorrichtung (oder Leistungsquelle) für die Brennstoffzellen-Zusatzaggregate (wie z. B. einen Luftkompressor und eine Pumpe) und Fahrzeug-Zusatzaggregate (wie z. B. eine Luftaufbereitungseinrichtung, eine dynamo-elektrische Bremse und eine elektrische Lenkpumpe) verwendet wird. Außerdem können die Leistungszuführungs-Bestimmungspositionen der beiden elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtungen umgeschaltet werden, oder die Lade- und Entladungsverteilungs-Bestimmungspositionen können geändert werden.
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Ferner ist es möglich, ohne Einschränkung auf die in 3 dargestellte Konfiguration, eine Konfiguration zu übernehmen, die zwischen der Aufwärm-Leistungserzeugung und der Ansteuerungsleistungserzeugung umschalten kann, oder ein Satz von elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtungen kann unterteilt sein, so dass die unterteilten Elemente ihre jeweiligen Funktionen übernehmen können. Zudem kann oder können eine elektrische Leistungsspeicherungsvorrichtung oder die beiden elektrischen Leistungsspeicherungsvorrichtungen nicht nur eine sekundäre Batterie (oder sekundäre Batterien), sondern auch ein Kondensator (oder Kondensatoren) sein.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Die vorliegende Erfindung ist bei der Verbesserung der Leistungsabgabe-Stabilität der Brennstoffzelle nach dem Verbinden der Brennstoffzelle mit der Last wirksam und kann weitgehend für ein beliebiges Brennstoffzellensystem mit einer derartigen Anforderung genutzt werden.