JP2001339809A - 車両用燃料電池システム - Google Patents
車両用燃料電池システムInfo
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-
- 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
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- Y02E60/50—Fuel cells
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】燃料電池の破損を防止しながら燃料電池の出力
応答性と車両の走行性能とを両立する。 【解決手段】燃料電池２０の状態を検出する燃料電池運
転状態検出手段と、車両への加速要求を検出する加速要
求検出手段５１と、加速要求検出手段の信号から車両駆
動用電動機３０に供給すべき車両駆動用電力の目標値を
算出する車両駆動用電力目標値算出手段と、加速要求検
出手段の信号から燃料電池が発電すべき燃料電池発電電
力の目標値を算出する燃料電池発電電力目標値算出手段
と、加速要求検出手段の信号から圧縮機駆動用電動機４
１に供給すべき電力の目標値を算出する圧縮機駆動用電
力目標値算出手段と、燃料電池運転状態から燃料電池の
最大発電電力を算出する可能最大発電電力算出手段と、
車両駆動用電力の目標値と圧縮機駆動用電力の目標値と
をそれぞれ補正する車両駆動用電力目標値補正手段と圧
縮機駆動用電力目標値補正手段と、を有する。
応答性と車両の走行性能とを両立する。 【解決手段】燃料電池２０の状態を検出する燃料電池運
転状態検出手段と、車両への加速要求を検出する加速要
求検出手段５１と、加速要求検出手段の信号から車両駆
動用電動機３０に供給すべき車両駆動用電力の目標値を
算出する車両駆動用電力目標値算出手段と、加速要求検
出手段の信号から燃料電池が発電すべき燃料電池発電電
力の目標値を算出する燃料電池発電電力目標値算出手段
と、加速要求検出手段の信号から圧縮機駆動用電動機４
１に供給すべき電力の目標値を算出する圧縮機駆動用電
力目標値算出手段と、燃料電池運転状態から燃料電池の
最大発電電力を算出する可能最大発電電力算出手段と、
車両駆動用電力の目標値と圧縮機駆動用電力の目標値と
をそれぞれ補正する車両駆動用電力目標値補正手段と圧
縮機駆動用電力目標値補正手段と、を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用燃料電池シ
ステムに関し、特に燃料電池の破損を防止しながら燃料
電池の出力応答性と車両の走行性能とを両立することが
できる車両用燃料電池システムに関する。
ステムに関し、特に燃料電池の破損を防止しながら燃料
電池の出力応答性と車両の走行性能とを両立することが
できる車両用燃料電池システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の燃料電池システムとしては、特開
平１０−７４５３３号公報に開示されたものが知られて
いる。この燃料電池システムは、燃料電池と２次電池と
を備え、残存容量モニタにより２次電池の残存容量を検
出する。そして、２次電池の残存容量が所定の基準値よ
りも少ないときには、制御部はインバータに対して駆動
信号を出力し、車両駆動用モータでの消費電力を制限す
る。このとき、電流センサが検出する２次電池の出力電
流値から、２次電池の出力状態が放電であると判断され
ると、制御部は車両駆動用モータの消費電力をさらに制
限する。このような動作を繰り返すことによって２次電
池を充電し、残存容量の回復を図るものである。
平１０−７４５３３号公報に開示されたものが知られて
いる。この燃料電池システムは、燃料電池と２次電池と
を備え、残存容量モニタにより２次電池の残存容量を検
出する。そして、２次電池の残存容量が所定の基準値よ
りも少ないときには、制御部はインバータに対して駆動
信号を出力し、車両駆動用モータでの消費電力を制限す
る。このとき、電流センサが検出する２次電池の出力電
流値から、２次電池の出力状態が放電であると判断され
ると、制御部は車両駆動用モータの消費電力をさらに制
限する。このような動作を繰り返すことによって２次電
池を充電し、残存容量の回復を図るものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の燃料電池システムでは、２次電池の残存容量が所
定値以下になった場合、車両駆動用モータの消費電力を
さらに制限して、２次電池への充電を優先するので、２
次電池の残存容量が少なければ、燃料電池に空気を送り
込むためのコンプレッサ駆動用モータへの電流までもが
制限され、燃料電池で発電できる電力が著しく制限され
る。その結果、車両の走行性能が低下するという問題点
があった。
従来の燃料電池システムでは、２次電池の残存容量が所
定値以下になった場合、車両駆動用モータの消費電力を
さらに制限して、２次電池への充電を優先するので、２
次電池の残存容量が少なければ、燃料電池に空気を送り
込むためのコンプレッサ駆動用モータへの電流までもが
制限され、燃料電池で発電できる電力が著しく制限され
る。その結果、車両の走行性能が低下するという問題点
があった。
【０００４】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、燃料電池の破損を防止しな
がら燃料電池の出力応答性と車両の走行性能とを両立す
ることができる車両用燃料電池システムを提供すること
を目的とする。
鑑みてなされたものであり、燃料電池の破損を防止しな
がら燃料電池の出力応答性と車両の走行性能とを両立す
ることができる車両用燃料電池システムを提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、請求項１記載の車両用燃料電池システムは、
少なくとも車両駆動用電動機と圧縮機駆動用電動機に対
して電力の供給を行なう燃料電池と、前記圧縮機駆動用
電動機により駆動され、前記燃料電池へ酸化ガスを供給
する圧縮機と、漸次燃料電池に燃料ガスを供給する燃料
ガス供給手段とを有する車両用燃料電池システムにおい
て、前記燃料電池の運転状態を検出する燃料電池運転状
態検出手段と、車両への加速要求を検出する加速要求検
出手段と、前記加速要求検出手段の信号から前記車両駆
動用電動機に供給すべき車両駆動用電力の目標値を算出
する車両駆動用電力目標値算出手段と、前記加速要求検
出手段の信号から前記燃料電池が発電すべき燃料電池発
電電力の目標値を算出する燃料電池発電電力目標値算出
手段と、前記加速要求検出手段の信号から前記圧縮機駆
動用電動機に供給すべき圧縮機駆動用電力の目標値を算
出する圧縮機駆動用電力目標値算出手段と、前記燃料電
池の運転状態から前記燃料電池が当該運転状態の下で発
電可能な最大電力を算出する可能最大発電電力算出手段
と、前記可能最大発電電力の値と前記燃料電池発電電力
の目標値とを比較する発電電力比較手段と、前記発電電
力比較手段が前記可能最大発電電力の値が前記燃料電池
発電電力の目標値より小さいと判断したときには、前記
車両駆動用電力の目標値と前記圧縮機駆動用電力の目標
値とを前記最大発電電力を所定の比率で分配処理した値
にそれぞれ補正する車両駆動用電力目標値補正手段と圧
縮機駆動用電力目標値補正手段と、を有することを特徴
とする。
るために、請求項１記載の車両用燃料電池システムは、
少なくとも車両駆動用電動機と圧縮機駆動用電動機に対
して電力の供給を行なう燃料電池と、前記圧縮機駆動用
電動機により駆動され、前記燃料電池へ酸化ガスを供給
する圧縮機と、漸次燃料電池に燃料ガスを供給する燃料
ガス供給手段とを有する車両用燃料電池システムにおい
て、前記燃料電池の運転状態を検出する燃料電池運転状
態検出手段と、車両への加速要求を検出する加速要求検
出手段と、前記加速要求検出手段の信号から前記車両駆
動用電動機に供給すべき車両駆動用電力の目標値を算出
する車両駆動用電力目標値算出手段と、前記加速要求検
出手段の信号から前記燃料電池が発電すべき燃料電池発
電電力の目標値を算出する燃料電池発電電力目標値算出
手段と、前記加速要求検出手段の信号から前記圧縮機駆
動用電動機に供給すべき圧縮機駆動用電力の目標値を算
出する圧縮機駆動用電力目標値算出手段と、前記燃料電
池の運転状態から前記燃料電池が当該運転状態の下で発
電可能な最大電力を算出する可能最大発電電力算出手段
と、前記可能最大発電電力の値と前記燃料電池発電電力
の目標値とを比較する発電電力比較手段と、前記発電電
力比較手段が前記可能最大発電電力の値が前記燃料電池
発電電力の目標値より小さいと判断したときには、前記
車両駆動用電力の目標値と前記圧縮機駆動用電力の目標
値とを前記最大発電電力を所定の比率で分配処理した値
にそれぞれ補正する車両駆動用電力目標値補正手段と圧
縮機駆動用電力目標値補正手段と、を有することを特徴
とする。
【０００６】この請求項１記載の発明では、燃料電池の
運転状態から、そのときに燃料電池が発電可能な電力を
算出し、得られた可能発電最大量を燃料電池の運転状態
および出力電力特性を用いて、圧縮機駆動用電動機と車
両駆動用電動機とに分配する。これにより、燃料電池の
破損を防止しながら燃料電池の出力応答性と車両の走行
性能とを両立することができる。
運転状態から、そのときに燃料電池が発電可能な電力を
算出し、得られた可能発電最大量を燃料電池の運転状態
および出力電力特性を用いて、圧縮機駆動用電動機と車
両駆動用電動機とに分配する。これにより、燃料電池の
破損を防止しながら燃料電池の出力応答性と車両の走行
性能とを両立することができる。
【０００７】（２）上記発明においては特に限定されな
いが、請求項２記載の車両用燃料電池システムは、前記
燃料ガス供給手段は、前記燃料ガスを貯蔵する燃料ガス
貯蔵手段である。
いが、請求項２記載の車両用燃料電池システムは、前記
燃料ガス供給手段は、前記燃料ガスを貯蔵する燃料ガス
貯蔵手段である。
【０００８】この請求項２記載の発明では、燃料ガス供
給手段に燃料ガス貯蔵手段を採用したので、燃料電池が
直接利用できる燃料を応答良く燃料電池に供給すること
ができ、これにより燃料電池の破損を防止しながら燃料
電池の出力応答性を向上させることができ、その結果、
車両の走行性能を向上させることができる。
給手段に燃料ガス貯蔵手段を採用したので、燃料電池が
直接利用できる燃料を応答良く燃料電池に供給すること
ができ、これにより燃料電池の破損を防止しながら燃料
電池の出力応答性を向上させることができ、その結果、
車両の走行性能を向上させることができる。
【０００９】（３）上記発明においては特に限定されな
いが、請求項３記載の車両用燃料電池システムは、前記
燃料ガス供給手段は、前記燃料ガスを少なくとも炭化水
素と水とから生成する燃料改質装置であり、前記燃料改
質装置は、前記燃料電池から排出される前記燃料ガスと
前記酸化ガスとを燃焼させる燃焼部と、前記燃焼部で生
じた熱量を用いて前記炭化水素と前記水とを蒸発させる
蒸発部と、前記蒸発部で気化された炭化水素ガス、水蒸
気および前記圧縮機から供給される酸化ガスから燃料ガ
スを生成する改質部と、前記燃料改質装置の運転状態を
検出する改質装置運転状態検出手段とを含み、前記車両
駆動用電力目標値補正手段および圧縮機駆動用電力目標
値補正手段は、前記車両駆動用電力の目標値と前記圧縮
機駆動用電力の目標値とを補正する際に、前記改質装置
運転状態検出手段により検出される改質装置の運転状態
も用いる。
いが、請求項３記載の車両用燃料電池システムは、前記
燃料ガス供給手段は、前記燃料ガスを少なくとも炭化水
素と水とから生成する燃料改質装置であり、前記燃料改
質装置は、前記燃料電池から排出される前記燃料ガスと
前記酸化ガスとを燃焼させる燃焼部と、前記燃焼部で生
じた熱量を用いて前記炭化水素と前記水とを蒸発させる
蒸発部と、前記蒸発部で気化された炭化水素ガス、水蒸
気および前記圧縮機から供給される酸化ガスから燃料ガ
スを生成する改質部と、前記燃料改質装置の運転状態を
検出する改質装置運転状態検出手段とを含み、前記車両
駆動用電力目標値補正手段および圧縮機駆動用電力目標
値補正手段は、前記車両駆動用電力の目標値と前記圧縮
機駆動用電力の目標値とを補正する際に、前記改質装置
運転状態検出手段により検出される改質装置の運転状態
も用いる。
【００１０】この請求項３記載の発明では、燃料電池の
運転状態からそのときに燃料電池が発電可能な電力を算
出し、燃料改質装置の運転状態を用いて燃料電池で消費
する燃料ガスと酸化ガスとを、燃料改質装置の熱源用と
燃料電池での発電用とに分配する。また、得られた可能
発電最大量を燃料電池の運転状態および出力電力特性を
用いて、圧縮機駆動用電動機と車両駆動用電動機とに分
配する。これにより、燃料電池の破損を防止しながら燃
料改質装置の運転状態を悪化させることなく、燃料電池
の出力応答性と車両の走行性能とを両立することができ
る。
運転状態からそのときに燃料電池が発電可能な電力を算
出し、燃料改質装置の運転状態を用いて燃料電池で消費
する燃料ガスと酸化ガスとを、燃料改質装置の熱源用と
燃料電池での発電用とに分配する。また、得られた可能
発電最大量を燃料電池の運転状態および出力電力特性を
用いて、圧縮機駆動用電動機と車両駆動用電動機とに分
配する。これにより、燃料電池の破損を防止しながら燃
料改質装置の運転状態を悪化させることなく、燃料電池
の出力応答性と車両の走行性能とを両立することができ
る。
【００１１】（４）上記発明においては特に限定されな
いが、請求項４記載の車両用燃料電池システムは、前記
燃料電池運転状態として、前記燃料電池の温度を用い
る。
いが、請求項４記載の車両用燃料電池システムは、前記
燃料電池運転状態として、前記燃料電池の温度を用い
る。
【００１２】この請求項４記載の発明では、燃料電池の
運転状態を燃料電池の温度としたので、より安価なセン
サが使用でき、システム全体のコストを低減することが
できる。
運転状態を燃料電池の温度としたので、より安価なセン
サが使用でき、システム全体のコストを低減することが
できる。
【００１３】（５）上記発明においては特に限定されな
いが、請求項５記載の車両用燃料電池システムは、前記
燃料電池運転状態として、前記酸化ガスの供給圧力を用
いる。
いが、請求項５記載の車両用燃料電池システムは、前記
燃料電池運転状態として、前記酸化ガスの供給圧力を用
いる。
【００１４】この請求項５記載の発明では、燃料電池の
運転状態を酸化ガス側の圧力としたので、燃料電池の運
転圧力が変化しても、可能発電最大量を精度良く算出す
ることができる。
運転状態を酸化ガス側の圧力としたので、燃料電池の運
転圧力が変化しても、可能発電最大量を精度良く算出す
ることができる。
【００１５】（６）上記発明においては特に限定されな
いが、請求項６記載の車両用燃料電池システムは、車両
の速度を検出する車速検出手段を有し、前記車両駆動用
電力目標値補正手段および圧縮機駆動用電力目標値補正
手段は、前記車両駆動用電力の目標値と前記圧縮機駆動
用電力の目標値とを補正する際に、前記車速検出手段に
より検出される車速も用いる。
いが、請求項６記載の車両用燃料電池システムは、車両
の速度を検出する車速検出手段を有し、前記車両駆動用
電力目標値補正手段および圧縮機駆動用電力目標値補正
手段は、前記車両駆動用電力の目標値と前記圧縮機駆動
用電力の目標値とを補正する際に、前記車速検出手段に
より検出される車速も用いる。
【００１６】この請求項６記載の発明では、車速をも加
味して圧縮機駆動用電動機と車両駆動用電動機とに可能
発電最大量を分配するので、車両走行性能の向上が図れ
る。
味して圧縮機駆動用電動機と車両駆動用電動機とに可能
発電最大量を分配するので、車両走行性能の向上が図れ
る。
【００１７】（７）上記発明においては特に限定されな
いが、請求項７記載の車両用燃料電池システムは、前記
改質装置の運転状態として、前記蒸発部の温度を用い
る。
いが、請求項７記載の車両用燃料電池システムは、前記
改質装置の運転状態として、前記蒸発部の温度を用い
る。
【００１８】この請求項７記載の発明では、燃料改質装
置の運転状態を蒸発部の温度としたので、より安価に燃
料改質装置の運転状態の悪化を軽減できる。
置の運転状態を蒸発部の温度としたので、より安価に燃
料改質装置の運転状態の悪化を軽減できる。
【００１９】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、燃料電池
の運転状態に基づいて得られた可能発電最大量を燃料電
池の運転状態および出力電力特性を用いて、圧縮機駆動
用電動機と車両駆動用電動機とに分配するので、燃料電
池の破損を防止しながら燃料電池の出力応答性と車両の
走行性能とを両立することができる。
の運転状態に基づいて得られた可能発電最大量を燃料電
池の運転状態および出力電力特性を用いて、圧縮機駆動
用電動機と車両駆動用電動機とに分配するので、燃料電
池の破損を防止しながら燃料電池の出力応答性と車両の
走行性能とを両立することができる。
【００２０】これに加えて、請求項２記載の発明によれ
ば、燃料電池が直接利用できる燃料を応答良く燃料電池
に供給することができ、これにより燃料電池の破損を防
止しながら燃料電池の出力応答性を向上させることがで
きる。その結果、車両の走行性能を向上させることがで
きる。
ば、燃料電池が直接利用できる燃料を応答良く燃料電池
に供給することができ、これにより燃料電池の破損を防
止しながら燃料電池の出力応答性を向上させることがで
きる。その結果、車両の走行性能を向上させることがで
きる。
【００２１】また請求項３記載の発明によれば、燃料電
池の破損を防止しながら燃料改質装置の運転状態を悪化
させることなく、燃料電池の出力応答性と車両の走行性
能とを両立することができる。
池の破損を防止しながら燃料改質装置の運転状態を悪化
させることなく、燃料電池の出力応答性と車両の走行性
能とを両立することができる。
【００２２】請求項４記載の発明によれば、燃料電池の
運転状態を燃料電池の温度としたので、より安価なセン
サが使用でき、システム全体のコストを低減することが
できる。
運転状態を燃料電池の温度としたので、より安価なセン
サが使用でき、システム全体のコストを低減することが
できる。
【００２３】また請求項５記載の発明によれば、燃料電
池の運転状態を酸化ガス側の圧力としたので、燃料電池
の運転圧力が変化しても、可能発電最大量を精度良く算
出することができる。
池の運転状態を酸化ガス側の圧力としたので、燃料電池
の運転圧力が変化しても、可能発電最大量を精度良く算
出することができる。
【００２４】請求項６記載の発明によれば、車速をも加
味して圧縮機駆動用電動機と車両駆動用電動機とに可能
発電最大量を分配するので、車両走行性能の向上が図れ
る。
味して圧縮機駆動用電動機と車両駆動用電動機とに可能
発電最大量を分配するので、車両走行性能の向上が図れ
る。
【００２５】さらに請求項７記載の発明によれば、燃料
改質装置の運転状態を蒸発部の温度としたので、より安
価に燃料改質装置の運転状態の悪化を軽減できる。
改質装置の運転状態を蒸発部の温度としたので、より安
価に燃料改質装置の運転状態の悪化を軽減できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。第１実施形態 図１は本発明の第１実施形態を示すブロック図であり、
本実施形態の車両用燃料電池システム１０は、燃料電池
２０、水素貯蔵容器１００および圧縮機４０を有し、燃
料電池２０には、水素貯蔵容器１００から水素系配管１
０１を介して燃料である水素ガスが供給され、また圧縮
機４０から空気系配管４３を介して酸化剤である空気が
供給される。この水素ガスと空気とを利用し、以下に示
す電気化学反応により発電が行われる。
基づいて説明する。第１実施形態 図１は本発明の第１実施形態を示すブロック図であり、
本実施形態の車両用燃料電池システム１０は、燃料電池
２０、水素貯蔵容器１００および圧縮機４０を有し、燃
料電池２０には、水素貯蔵容器１００から水素系配管１
０１を介して燃料である水素ガスが供給され、また圧縮
機４０から空気系配管４３を介して酸化剤である空気が
供給される。この水素ガスと空気とを利用し、以下に示
す電気化学反応により発電が行われる。
【００２７】
【化１】 Ｈ２→２Ｈ＋＋ｅ− …（１） １／２Ｏ２＋２Ｈ＋＋ｅ−→Ｈ２Ｏ …（２） この燃料電池２０で発電された電力は、圧縮機駆動用電
動機のインバータ４２と、車両駆動用電動機のインバー
タ３１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０とのそれぞれに供
給され、圧縮機駆動用電動機４１、車両駆動用電動機３
０、および補機類７１で消費される。燃料電池２０に
は、当該燃料電池２０の温度を検出する燃料電池温度検
出器２１が設けられ、また水素ガスが供給される燃料電
池のアノード側配管には、その水素ガスの圧力を検出す
る燃料電池アノード側圧力検出器２２が設けられ、さら
に空気が供給される燃料電池のカソード側配管には、そ
の空気の圧力を検出する燃料電池カソード側圧力検出器
２３が設けられている。これら燃料電池温度検出器２
１、燃料電池アノード側圧力検出器２２、燃料電池カソ
ード側圧力検出器２３の検出値は制御部６０へ送出され
る。
動機のインバータ４２と、車両駆動用電動機のインバー
タ３１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０とのそれぞれに供
給され、圧縮機駆動用電動機４１、車両駆動用電動機３
０、および補機類７１で消費される。燃料電池２０に
は、当該燃料電池２０の温度を検出する燃料電池温度検
出器２１が設けられ、また水素ガスが供給される燃料電
池のアノード側配管には、その水素ガスの圧力を検出す
る燃料電池アノード側圧力検出器２２が設けられ、さら
に空気が供給される燃料電池のカソード側配管には、そ
の空気の圧力を検出する燃料電池カソード側圧力検出器
２３が設けられている。これら燃料電池温度検出器２
１、燃料電池アノード側圧力検出器２２、燃料電池カソ
ード側圧力検出器２３の検出値は制御部６０へ送出され
る。
【００２８】また、燃料電池２０の出力部には、燃料電
池の電圧を検出するスタック電圧検出器２４と電流を検
出するスッタク電流検出器２５とが設けられ、これらス
タック電圧検出器２４とスッタク電流検出器２５の検出
値は制御部６０へ送出される。
池の電圧を検出するスタック電圧検出器２４と電流を検
出するスッタク電流検出器２５とが設けられ、これらス
タック電圧検出器２４とスッタク電流検出器２５の検出
値は制御部６０へ送出される。
【００２９】車両駆動用電動機用インバータ３１に供給
された電力により車両駆動用電動機３０が駆動され、こ
れにより車両が駆動する。また、圧縮機駆動用電動機用
インバータ４２に供給された電力により圧縮機駆動用電
動機４１が駆動され、これにより圧縮機４０が駆動す
る。なお、アクセルペダル５０にはアクセル開度検出器
５１が設けられ、このアクセル開度検出器５１にて検出
されたアクセル開度は制御部６０に送出され、これによ
り車両駆動用電動機３０に供給される電力が決定され
る。
された電力により車両駆動用電動機３０が駆動され、こ
れにより車両が駆動する。また、圧縮機駆動用電動機用
インバータ４２に供給された電力により圧縮機駆動用電
動機４１が駆動され、これにより圧縮機４０が駆動す
る。なお、アクセルペダル５０にはアクセル開度検出器
５１が設けられ、このアクセル開度検出器５１にて検出
されたアクセル開度は制御部６０に送出され、これによ
り車両駆動用電動機３０に供給される電力が決定され
る。
【００３０】次に動作を説明する。定常走行時におい
て、制御部６０では、現在消費中の電力をスタック電圧
検出器２４とスタック電流検出器２５の検出値から求め
る。得られた実消費電力に所定の余剰電力を加えた電力
が燃料電池２０にて発電できるように、それに応じた量
の水素ガスと空気とを燃料電池２０に供給する。具体的
には、圧力制御弁１０２と圧縮機駆動用電動機用インバ
ータ４２とを制御する。
て、制御部６０では、現在消費中の電力をスタック電圧
検出器２４とスタック電流検出器２５の検出値から求め
る。得られた実消費電力に所定の余剰電力を加えた電力
が燃料電池２０にて発電できるように、それに応じた量
の水素ガスと空気とを燃料電池２０に供給する。具体的
には、圧力制御弁１０２と圧縮機駆動用電動機用インバ
ータ４２とを制御する。
【００３１】一般に、燃料電池２０で取り出せる出力を
大きくしようとすれば、燃料電池２０のアノードおよび
カソードにおける燃料ガスと酸化ガスの圧力を高くする
必要がある。すなわち、車両を加速させるためには、燃
料電池２０の発電量を増やすことが必要で、そのために
は燃料電池２０に供給される燃料ガス(ここでは水素ガ
ス)と酸化ガス(ここでは空気)の圧力を高めなければな
らない。逆に、燃料ガスと酸化ガスの圧力が低ければ、
燃料電池２０は充分な電力を供給できない。
大きくしようとすれば、燃料電池２０のアノードおよび
カソードにおける燃料ガスと酸化ガスの圧力を高くする
必要がある。すなわち、車両を加速させるためには、燃
料電池２０の発電量を増やすことが必要で、そのために
は燃料電池２０に供給される燃料ガス(ここでは水素ガ
ス)と酸化ガス(ここでは空気)の圧力を高めなければな
らない。逆に、燃料ガスと酸化ガスの圧力が低ければ、
燃料電池２０は充分な電力を供給できない。
【００３２】また、燃料電池２０では、その構造上、ア
ノードとカソードとの間の圧力差をある範囲に抑制しな
ければならない。本実施形態では、燃料ガスとして水素
ガスを用い、水素ガスは水素貯蔵容器１００に高圧で貯
蔵されているので、アノード側の圧力はほぼ瞬時に上げ
ることができるが、カソード側の圧力は、圧縮機４０か
らの吐出空気量を増やさなければ、上げることはできな
い。そして、圧縮機４０からの吐出空気量を増やすため
には、圧縮機駆動用電動機４１に供給する電力を増加さ
せなければならない。
ノードとカソードとの間の圧力差をある範囲に抑制しな
ければならない。本実施形態では、燃料ガスとして水素
ガスを用い、水素ガスは水素貯蔵容器１００に高圧で貯
蔵されているので、アノード側の圧力はほぼ瞬時に上げ
ることができるが、カソード側の圧力は、圧縮機４０か
らの吐出空気量を増やさなければ、上げることはできな
い。そして、圧縮機４０からの吐出空気量を増やすため
には、圧縮機駆動用電動機４１に供給する電力を増加さ
せなければならない。
【００３３】ここで、燃料電池２０の電力・圧力特性
と、圧縮機４０および圧縮機駆動用電動機４１の必要電
力・圧力特性を図３に示す。
と、圧縮機４０および圧縮機駆動用電動機４１の必要電
力・圧力特性を図３に示す。
【００３４】同図において、燃料電池２０の圧力をＰｒ
ｓ、そのときの出力をＰｗｓとすると、Ｐｗｓは近似的
に下記（３）式で求められる。なお、ａ１は定数であ
る。
ｓ、そのときの出力をＰｗｓとすると、Ｐｗｓは近似的
に下記（３）式で求められる。なお、ａ１は定数であ
る。
【００３５】
【数１】Ｐｗｓ＝ａ１×Ｐｒｓ …（３） また、圧縮機駆動用電動機４１の必要電力をＰｗｃとす
ると、圧縮機駆動用電動機４１の必要電力・圧力特性は
近似的に下記（４）式で求められる。
ると、圧縮機駆動用電動機４１の必要電力・圧力特性は
近似的に下記（４）式で求められる。
【００３６】
【数２】Ｐｗｃ＝ａ２×Ｐｒｓ …（４） 車両駆動用電動機３０に供給すべき電力をＰｗｄとする
と、圧縮機駆動用電動機４１の必要電力Ｐｗｃを考慮し
たうえで、燃料電池２０に対する要求出力Ｐｗｓｔは、
以上の（３）式および（４）式から、下記（５）式で求
めることができる。
と、圧縮機駆動用電動機４１の必要電力Ｐｗｃを考慮し
たうえで、燃料電池２０に対する要求出力Ｐｗｓｔは、
以上の（３）式および（４）式から、下記（５）式で求
めることができる。
【００３７】
【数３】 Ｐｗｓｔ＝Ｐｗｄ／（（１−ａ２／ａ１）） …（５） なお、図３に示すように、燃料電池２０の電力・圧力特
性は、燃料電池２０の温度によっても変化する。
性は、燃料電池２０の温度によっても変化する。
【００３８】次に、ドライバが定常走行から加速しよう
とアクセルペダル５１を踏み込んだ時を考える。図４に
加速時制御のフローチャートを示す。
とアクセルペダル５１を踏み込んだ時を考える。図４に
加速時制御のフローチャートを示す。
【００３９】まずステップ１にてアクセル開度検出器５
１からアクセル開度を読み込み、ステップ２において、
車両の駆動に必要な電力を求める。図２にアクセル開度
検出器５１の信号から車両駆動用電動機３０に供給すべ
き電力Ｐｗｄを求めるためのテ−ブルの一例を示す。な
お、本実施形態ではアクセル開度検出器５１の信号から
車両駆動用電動機３０に供給すべき電力Ｐｗｄをテーブ
ル検索により算出しているが、他にもさまざまな方法が
考えられる。例えば、車両と車両駆動用電動機３０に供
給すべき電力Ｐｗｄとの動特性まで記述したモデルを用
い、必要な加速度を得るために必要な電力を求めても良
い。
１からアクセル開度を読み込み、ステップ２において、
車両の駆動に必要な電力を求める。図２にアクセル開度
検出器５１の信号から車両駆動用電動機３０に供給すべ
き電力Ｐｗｄを求めるためのテ−ブルの一例を示す。な
お、本実施形態ではアクセル開度検出器５１の信号から
車両駆動用電動機３０に供給すべき電力Ｐｗｄをテーブ
ル検索により算出しているが、他にもさまざまな方法が
考えられる。例えば、車両と車両駆動用電動機３０に供
給すべき電力Ｐｗｄとの動特性まで記述したモデルを用
い、必要な加速度を得るために必要な電力を求めても良
い。
【００４０】次に、ステップ３において、車両駆動用電
動機３０に供給すべき電力Ｐｗｄを出力するために必要
な総電力Ｐｗｓｔを上記（５）式を用いて算出する。
動機３０に供給すべき電力Ｐｗｄを出力するために必要
な総電力Ｐｗｓｔを上記（５）式を用いて算出する。
【００４１】次いでステップ４にて、現在の燃料電池カ
ソード側圧力検出器２３の検出値Ｐｒｓを読み込み、次
のステップ５にて、現在可能な最大出力Ｐｗｓｐを上記
（３）式を用いて算出する。
ソード側圧力検出器２３の検出値Ｐｒｓを読み込み、次
のステップ５にて、現在可能な最大出力Ｐｗｓｐを上記
（３）式を用いて算出する。
【００４２】そして、ステップ６にて、ステップ３で求
められたＰｗｓｔとステップ５で求められたＰｗｓｐと
の大小を比較する。
められたＰｗｓｔとステップ５で求められたＰｗｓｐと
の大小を比較する。
【００４３】ここでもしＰｗｓｔの方が小さければ、現
在の出力で間に合うことになり、特に分配処理は行わず
に、ステップ７へ進む。ステップ７では、目標車両駆動
用電力Ｐｗｄｔとしてステップ２で算出したＰｗｄを用
いる。また、ステップ８では、目標圧縮機駆動用電力Ｐ
ｗｃｔ（＝Ｐｗｓ−Ｐｗｄ）を算出する。
在の出力で間に合うことになり、特に分配処理は行わず
に、ステップ７へ進む。ステップ７では、目標車両駆動
用電力Ｐｗｄｔとしてステップ２で算出したＰｗｄを用
いる。また、ステップ８では、目標圧縮機駆動用電力Ｐ
ｗｃｔ（＝Ｐｗｓ−Ｐｗｄ）を算出する。
【００４４】一方、ステップ６においてＰｗｓｔとＰｗ
ｓｐとを比較し、Ｐｗｓｔの方が大きければ、ステップ
９へ進んで分配処理を行う。
ｓｐとを比較し、Ｐｗｓｔの方が大きければ、ステップ
９へ進んで分配処理を行う。
【００４５】この分配処理は、ステップ１０にて現在の
車両駆動用電力Ｐｗｄｎを読み込んだのち、ステップ１
１にて現在の圧縮機駆動用電力Ｐｗｃｎを読み込む。
車両駆動用電力Ｐｗｄｎを読み込んだのち、ステップ１
１にて現在の圧縮機駆動用電力Ｐｗｃｎを読み込む。
【００４６】次いで、ステップ１２にて燃料電池２０の
余剰出力Ｐｗｍ（＝Ｐｗｓｐ−（Ｐｗｃｎ−Ｐｗｄ
ｎ））を算出したのち、次のステップ１３にて、このＰ
ｗｍを上述した（３）式および（４）式のａ１、ａ２を
用いて分配し、目標車両駆動用電力Ｐｗｄｔを求める。
また、ステップ１４では、ステップ１３と同様に、目標
圧縮機駆動用電力Ｐｗｃｔを求める。
余剰出力Ｐｗｍ（＝Ｐｗｓｐ−（Ｐｗｃｎ−Ｐｗｄ
ｎ））を算出したのち、次のステップ１３にて、このＰ
ｗｍを上述した（３）式および（４）式のａ１、ａ２を
用いて分配し、目標車両駆動用電力Ｐｗｄｔを求める。
また、ステップ１４では、ステップ１３と同様に、目標
圧縮機駆動用電力Ｐｗｃｔを求める。
【００４７】このように分配することで、車両駆動用電
動機３０と圧縮機駆動用電動機４１への余剰電力の分配
を等価的に行うことができる。
動機３０と圧縮機駆動用電動機４１への余剰電力の分配
を等価的に行うことができる。
【００４８】なお、本実施形態では、燃料電池２０の電
力・圧力特性、圧縮機４０と圧縮機駆動用電動機４１の
必要電力・圧力特性とをそれぞれ直線で近似している
が、より詳細な特性曲線を用いたり、それぞれの動特性
まで記述したモデルを用いてもよい。
力・圧力特性、圧縮機４０と圧縮機駆動用電動機４１の
必要電力・圧力特性とをそれぞれ直線で近似している
が、より詳細な特性曲線を用いたり、それぞれの動特性
まで記述したモデルを用いてもよい。
【００４９】第２実施形態 図５は本発明の第２実施形態を示すブロック図である。
上述した第１実施形態では、燃料電池２０の燃料ガスと
して水素を用い、それを水素貯蔵容器１００に貯蔵して
いたが、本実施形態ではこの水素貯蔵容器１００に代え
てメタノールを原料に改質する改質器を用いた点が相違
する。
上述した第１実施形態では、燃料電池２０の燃料ガスと
して水素を用い、それを水素貯蔵容器１００に貯蔵して
いたが、本実施形態ではこの水素貯蔵容器１００に代え
てメタノールを原料に改質する改質器を用いた点が相違
する。
【００５０】すなわち、改質器２００は、改質部２０
１、蒸発部２０２、燃焼部２０３、メタノ−ルタンク２
０４、メタノールポンプ２０５、水タンク２０６、水ポ
ンプ２０７および蒸発部温度検出器２０８を主な構成要
素とする。
１、蒸発部２０２、燃焼部２０３、メタノ−ルタンク２
０４、メタノールポンプ２０５、水タンク２０６、水ポ
ンプ２０７および蒸発部温度検出器２０８を主な構成要
素とする。
【００５１】燃焼部２０３では燃料電池２０で消費し切
れなかった燃料ガスと空気を燃焼させて、蒸発部２０２
に熱を供給する。この蒸発部２０２では、供給された熱
を利用して、メタノールタンク２０４から供給されたメ
タノールと水タンク２０６から供給された水とを蒸発さ
せる。ここで蒸発したメタノールおよび水と、圧縮機４
０から供給される空気は改質部２０１に供給され、改質
反応により水素ガスが生成される。この水素ガスを用い
て、燃料電池２０にて発電を行う。代表的な改質反応の
化学式を下に示す。
れなかった燃料ガスと空気を燃焼させて、蒸発部２０２
に熱を供給する。この蒸発部２０２では、供給された熱
を利用して、メタノールタンク２０４から供給されたメ
タノールと水タンク２０６から供給された水とを蒸発さ
せる。ここで蒸発したメタノールおよび水と、圧縮機４
０から供給される空気は改質部２０１に供給され、改質
反応により水素ガスが生成される。この水素ガスを用い
て、燃料電池２０にて発電を行う。代表的な改質反応の
化学式を下に示す。
【００５２】
【化２】 ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２ ＋３Ｈ２−49.5（kj/mol） …（６） ＣＨ３Ｈ＋（１／２）Ｏ２ →Ｏ２ ＋２Ｈ２ ＋189.5（kj/mol） …（７ ） なお、蒸発部温度検出器２０８は蒸発部２０２の温度を
測定し、その検出信号を制御部６０へ送出する。
測定し、その検出信号を制御部６０へ送出する。
【００５３】図６は本実施形態の制御手順を示すフロー
チャートであり、同図のステップ１２までは、上述した
第１実施形態と同一の処理であるのでここでは説明を省
略し、ステップ２０乃至２２を説明する。
チャートであり、同図のステップ１２までは、上述した
第１実施形態と同一の処理であるのでここでは説明を省
略し、ステップ２０乃至２２を説明する。
【００５４】同図に示すステップ２０では、蒸発部温度
検出器２０８の信号を制御部６０に読み込み、蒸発部２
０２の温度Ｔｖを測定する。次いで、ステップ２１にて
蒸発部２０２の温度Ｔｖが所定の目標値Ｔｖｔ以上であ
るか判定する。もし所定値Ｔｖｔ以上であればステップ
１３に進むが、所定値Ｔｖｔより低ければステップ２２
に進んで、下記（８）式および（９）式のように、燃料
電池２０の余剰出力Ｐｗｍを低く見積もる。
検出器２０８の信号を制御部６０に読み込み、蒸発部２
０２の温度Ｔｖを測定する。次いで、ステップ２１にて
蒸発部２０２の温度Ｔｖが所定の目標値Ｔｖｔ以上であ
るか判定する。もし所定値Ｔｖｔ以上であればステップ
１３に進むが、所定値Ｔｖｔより低ければステップ２２
に進んで、下記（８）式および（９）式のように、燃料
電池２０の余剰出力Ｐｗｍを低く見積もる。
【００５５】
【数４】ΔＴｍ＝Ｋ×（Ｔｖｔ−Ｔｖ） …（８） Ｐｗｍ＝Ｐｗｍ−ΔＴｍ ここで、Ｋは任意の定数である。
【００５６】図５に示すように、燃焼部２０３では、燃
料電池２０で消費し切れなかった燃料ガスと空気とを燃
焼させて、蒸発器２０２に熱を供給する。したがって、
燃料電池２０で全ての水素および酸素が消費されると、
蒸発部２０２の温度が低下し、水とメタノールを蒸発さ
せることができなくなる。その結果、改質部２０１で改
質される原料が減少し、燃料電池２０に供給される水素
が減少して発電可能電力が減少してしまう。
料電池２０で消費し切れなかった燃料ガスと空気とを燃
焼させて、蒸発器２０２に熱を供給する。したがって、
燃料電池２０で全ての水素および酸素が消費されると、
蒸発部２０２の温度が低下し、水とメタノールを蒸発さ
せることができなくなる。その結果、改質部２０１で改
質される原料が減少し、燃料電池２０に供給される水素
が減少して発電可能電力が減少してしまう。
【００５７】こうした不具合を防止するために、蒸発部
２０２の温度Ｔｖが所定値Ｔｖｔ以下の場合はＰｗｍを
少なく見積もり、燃料ガスと空気とを余らせて、燃焼部
２０３で生じる熱量を増加させ、蒸発器２０２の温度を
維持する。
２０２の温度Ｔｖが所定値Ｔｖｔ以下の場合はＰｗｍを
少なく見積もり、燃料ガスと空気とを余らせて、燃焼部
２０３で生じる熱量を増加させ、蒸発器２０２の温度を
維持する。
【００５８】なお、以上の説明では、ΔＴｍを蒸発器２
０２の温度Ｔｖと所定値Ｔｖｔとの差に応じて設定する
構成であったが、例えばアクセル開度などに応じて変化
させてもよい。
０２の温度Ｔｖと所定値Ｔｖｔとの差に応じて設定する
構成であったが、例えばアクセル開度などに応じて変化
させてもよい。
【００５９】すなわち、アクセル開度が大きいと、車両
への要求加速度が大きく、メタノールおよび水の蒸発量
を増やす必要があり、蒸発器２０２で必要な熱量が増
え、燃焼部２０３で燃焼させる燃料ガスと空気の必要容
量が増え、燃料電池２０で消費する燃料ガスと空気とを
減少させる、といった関係があるからである。
への要求加速度が大きく、メタノールおよび水の蒸発量
を増やす必要があり、蒸発器２０２で必要な熱量が増
え、燃焼部２０３で燃焼させる燃料ガスと空気の必要容
量が増え、燃料電池２０で消費する燃料ガスと空気とを
減少させる、といった関係があるからである。
【００６０】第３実施形態 図７は本発明の第３実施形態を示すブロック図であり、
車両の速度を検出する車速検出器５２が設けられ、検出
された車速は制御部６０に送出される点が相違する。
車両の速度を検出する車速検出器５２が設けられ、検出
された車速は制御部６０に送出される点が相違する。
【００６１】本実施形態の制御手順を図８のフローチャ
ートに示すがステップ１２までの処理は、上述した第１
実施形態と同様なのでここではその説明を省略し、ステ
ップ３０乃至３３のみを説明する。
ートに示すがステップ１２までの処理は、上述した第１
実施形態と同様なのでここではその説明を省略し、ステ
ップ３０乃至３３のみを説明する。
【００６２】同図に示すステップ３０では、車速検出器
５２から制御部６０へ車速を読み込む。次いで、ステッ
プ３１にて、アクセル開度と車速から、車両駆動用電力
と圧縮機駆動用電力に分配する比率を補正する。この補
正を行う際には、例えば図９に示すような制御マップを
用いる。なお、図８においては、車両駆動用電力への比
率をＲｄ、圧縮機駆動用電力への比率をＲｃと記述す
る。
５２から制御部６０へ車速を読み込む。次いで、ステッ
プ３１にて、アクセル開度と車速から、車両駆動用電力
と圧縮機駆動用電力に分配する比率を補正する。この補
正を行う際には、例えば図９に示すような制御マップを
用いる。なお、図８においては、車両駆動用電力への比
率をＲｄ、圧縮機駆動用電力への比率をＲｃと記述す
る。
【００６３】ステップ３２では、Ｐｗｍを上述した
（３）式および（４）式のａ１、ａ２とＲｄとを用いて
分配し、目標車両駆動用電力Ｐｗｄｔを求める。
（３）式および（４）式のａ１、ａ２とＲｄとを用いて
分配し、目標車両駆動用電力Ｐｗｄｔを求める。
【００６４】また、ステップ３３では、ステップ３２と
同様に、（３）式および（４）式のａ１、ａ２とＲｃと
を用いて分配し、目標圧縮機駆動用電力Ｐｗｃｔを求め
る。
同様に、（３）式および（４）式のａ１、ａ２とＲｃと
を用いて分配し、目標圧縮機駆動用電力Ｐｗｃｔを求め
る。
【００６５】このように、ドライバーの意思（アクセル
開度）と車両の状態（車速）を元に、車両駆動用電力と
圧縮機駆動用電力を分配することで、燃料電池２０の破
損を招くことなく、より車両の走行性能を向上させるこ
とができる。
開度）と車両の状態（車速）を元に、車両駆動用電力と
圧縮機駆動用電力を分配することで、燃料電池２０の破
損を招くことなく、より車両の走行性能を向上させるこ
とができる。
【００６６】なお、ここではアクセル開度と車速のみを
用いて分配比率を補正したが、アクセル開度の微分値や
車両の加速度、道路勾配等の情報を元に比率を変更する
ことも考えられる。また、第２実施形態のような改質器
を搭載した方式においても、このような分配比率の補正
は容易に構成できる。
用いて分配比率を補正したが、アクセル開度の微分値や
車両の加速度、道路勾配等の情報を元に比率を変更する
ことも考えられる。また、第２実施形態のような改質器
を搭載した方式においても、このような分配比率の補正
は容易に構成できる。
【００６７】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。
【図１】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図２】アクセル開度と車両駆動用電力との関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図３】燃料電池出力および圧縮機駆動用電動機の必要
電力と圧力との関係を示すグラフである。
電力と圧力との関係を示すグラフである。
【図４】図１に示す燃料電池システムの制御手順を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態を示すブロック図であ
る。
る。
【図６】図５に示す燃料電池システムの制御手順を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図７】本発明のさらに他の実施形態を示すブロック図
である。
である。
【図８】図７に示す燃料電池システムの制御手順を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図９】アクセル開度および車速に対する電力分配比率
の補正量を示すテーブルである。
の補正量を示すテーブルである。
１０…車両燃料電池システム ２０…燃料電池 ２１…燃料電池温度検出器 ２２…燃料電池アノード側圧力検出器 ２３…燃料電池カソード側圧力検出器 ２４…スタック電圧検出器 ２５…スタック電流検出器 ３０…車両駆動用電動機 ３１…車両駆動用電動機用インバータ ４０…圧縮機 ４１…圧縮機駆動用電動機 ４２…圧縮機駆動用電動機用インバータ ４３…空気系配管 ５０…アクセルペダル ５１…アクセル開度検出器 ５２…車速検出器 ６０…制御部 ８０…ＤＣ／ＤＣコンバータ ８１…補機類 １００…水素貯蔵容器 １０１…水素系配管 １０２…圧力制御弁 ２００…改質器 ２０１…改質部 ２０２…蒸発部 ２０３…燃焼部 ２０４…メタノールタンク ２０５…メタノールポンプ ２０６…水タンク ２０７…水ポンプ ２０８…蒸発部温度検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｐ Ｆターム(参考） 5G003 AA05 BA01 FA06 GC05 5H027 AA02 BA01 BA13 DD00 KK02 KK41 KK46 KK51 MM26 5H115 PA15 PG04 PI18 PI29 PI30 PU08 PV02 PV09 QA10 SJ12 TB01 TI05 TI06 TI10 TO21 5H420 BB14 CC03 DD03 DD05 DD06 EA47 EB26 EB39 FF03 FF04 FF12 FF13 FF14 FF22
Claims (7)
- 【請求項１】少なくとも車両駆動用電動機と圧縮機駆動
用電動機に対して電力の供給を行なう燃料電池と、前記
圧縮機駆動用電動機により駆動され、前記燃料電池へ酸
化ガスを供給する圧縮機と、漸次燃料電池に燃料ガスを
供給する燃料ガス供給手段とを有する車両用燃料電池シ
ステムにおいて、 前記燃料電池の運転状態を検出する燃料電池運転状態検
出手段と、 車両への加速要求を検出する加速要求検出手段と、 前記加速要求検出手段の信号から前記車両駆動用電動機
に供給すべき車両駆動用電力の目標値を算出する車両駆
動用電力目標値算出手段と、 前記加速要求検出手段の信号から前記燃料電池が発電す
べき燃料電池発電電力の目標値を算出する燃料電池発電
電力目標値算出手段と、 前記加速要求検出手段の信号から前記圧縮機駆動用電動
機に供給すべき圧縮機駆動用電力の目標値を算出する圧
縮機駆動用電力目標値算出手段と、 前記燃料電池の運転状態から前記燃料電池が当該運転状
態の下で発電可能な最大電力を算出する可能最大発電電
力算出手段と、 前記可能最大発電電力の値と前記燃料電池発電電力の目
標値とを比較する発電電力比較手段と、 前記発電電力比較手段が前記可能最大発電電力の値が前
記燃料電池発電電力の目標値より小さいと判断したとき
には、前記車両駆動用電力の目標値と前記圧縮機駆動用
電力の目標値とを前記最大発電電力を所定の比率で分配
処理した値にそれぞれ補正する車両駆動用電力目標値補
正手段と圧縮機駆動用電力目標値補正手段と、を有する
ことを特徴とする車両用燃料電池システム。 - 【請求項２】前記燃料ガス供給手段は、前記燃料ガスを
貯蔵する燃料ガス貯蔵手段である請求項１記載の車両用
燃料電池システム。 - 【請求項３】前記燃料ガス供給手段は、前記燃料ガスを
少なくとも炭化水素と水とから生成する燃料改質装置で
あり、 前記燃料改質装置は、前記燃料電池から排出される前記
燃料ガスと前記酸化ガスとを燃焼させる燃焼部と、前記
燃焼部で生じた熱量を用いて前記炭化水素と前記水とを
蒸発させる蒸発部と、前記蒸発部で気化された炭化水素
ガス、水蒸気および前記圧縮機から供給される酸化ガス
から燃料ガスを生成する改質部と、前記燃料改質装置の
運転状態を検出する改質装置運転状態検出手段とを含
み、 前記車両駆動用電力目標値補正手段および圧縮機駆動用
電力目標値補正手段は、前記車両駆動用電力の目標値と
前記圧縮機駆動用電力の目標値とを補正する際に、前記
改質装置運転状態検出手段により検出される改質装置の
運転状態も用いる請求項１記載の車両用燃料電池システ
ム。 - 【請求項４】前記燃料電池運転状態として、前記燃料電
池の温度を用いる請求項１〜３記載の車両用燃料電池シ
ステム。 - 【請求項５】前記燃料電池運転状態として、前記酸化ガ
スの供給圧力を用いる請求項１〜４記載の車両用燃料電
池システム。 - 【請求項６】車両の速度を検出する車速検出手段を有
し、 前記車両駆動用電力目標値補正手段および圧縮機駆動用
電力目標値補正手段は、前記車両駆動用電力の目標値と
前記圧縮機駆動用電力の目標値とを補正する際に、前記
車速検出手段により検出される車速も用いる請求項１〜
５記載の車両用燃料電池システム。 - 【請求項７】前記改質装置の運転状態として、前記蒸発
部の温度を用いる請求項３〜６記載の車両用燃料電池シ
ステム。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000159588A JP3664044B2 (ja) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | 車両用燃料電池システム |
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| JP2000159588A JP3664044B2 (ja) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | 車両用燃料電池システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001339809A true JP2001339809A (ja) | 2001-12-07 |
| JP3664044B2 JP3664044B2 (ja) | 2005-06-22 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2000159588A Expired - Fee Related JP3664044B2 (ja) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | 車両用燃料電池システム |
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|---|---|
| JP (1) | JP3664044B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002352811A (ja) * | 2001-05-24 | 2002-12-06 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用燃料電池システム |
| JP2016185068A (ja) * | 2016-05-23 | 2016-10-20 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 燃料電池鉄道車両の電力制御方法 |
-
2000
- 2000-05-30 JP JP2000159588A patent/JP3664044B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3664044B2 (ja) | 2005-06-22 |
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