JP2007087819A - Fuel cell system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system in which control precision on the intake air temperature can be improved when the power output limitation is carried out based on the intake air temperature by a compressor, and the power output limitation is initiated only after the intake air temperature has reached a prescribed temperature, and the limitation on power output of the fuel cell can be carried out so that the power efficiency of the vehicle can be improved. <P>SOLUTION: The fuel cell system carries out a calculation operation on the power output limitation of the fuel cell 1 by means of the power output limitation part 9, in accordance with a deviation between the temperature of the air exhaled by the compressor 2 and the prescribed limitation temperature. In accordance with the temperature of the discharge air by the compressor 2 detected by the discharge air temperature sensor 4, and the deviation between the temperature of the discharge air by the compressor 2 detected by the discharge air temperature sensor 5 and the prescribed limitation temperature, a take out electric power limitation value or a take out electric current limitation value to limit the take out electric power or take out electric current from the fuel cell 1 is determined by the power output limitation part 9, and the limitation is made to be carried out by the power manager 8. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば燃料電池車両に搭載可能な燃料電池システムに関し、特に、燃料電池に空気を供給するコンプレッサや周辺部品を熱から保護する目的で燃料電池の出力等を制限する燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell system that can be mounted on, for example, a fuel cell vehicle, and more particularly to a fuel cell system that limits the output of a fuel cell and the like for the purpose of protecting a compressor that supplies air to the fuel cell and peripheral components from heat.

従来より、燃料電池を用いた燃料電池システムは、燃料電池に空気を供給するコンプレッサを駆動するモータを熱から保護する目的で燃料電池の出力を制限する場合がある（例えば、特許文献１等参照。）。   Conventionally, a fuel cell system using a fuel cell may limit the output of the fuel cell for the purpose of protecting a motor that drives a compressor that supplies air to the fuel cell from heat (see, for example, Patent Document 1). .)

具体的には、この特許文献１には、燃料電池をエネルギ源の１つとして動力を出力する動力出力装置が開示されている。この動力出力装置は、燃料電池に酸化剤ガスを圧送するコンプレッサの状態として、当該コンプレッサのモータの温度を検出し、このモータの温度が上昇したことを検出した場合に、燃料電池から出力可能な電力に対応したパラメータとしてのコンプレッサによる酸化剤ガスの供給量を制限することにより、燃料電池の出力を制限するようにしている。これにより、この動力出力装置においては、モータに大きな負荷が要求された場合や、モータの冷却能力が不足した場合等に、当該モータを過温度にしないように保護することができる。
特開２００３−６８３４２号公報 Specifically, Patent Document 1 discloses a power output device that outputs power using a fuel cell as one of energy sources. This power output device detects the temperature of the motor of the compressor as the state of the compressor that pumps the oxidant gas to the fuel cell, and can output from the fuel cell when detecting that the temperature of the motor has increased. The output of the fuel cell is limited by limiting the amount of oxidant gas supplied by the compressor as a parameter corresponding to electric power. Thereby, in this power output device, when a large load is required for the motor or when the cooling capacity of the motor is insufficient, the motor can be protected from being overheated.
JP 2003-68342 A

しかしながら、燃料電池システムは、モータ自体が発熱するという問題の他にも、コンプレッサによって圧縮されて吐出される空気温度が上昇して、当該コンプレッサや周辺部品の耐熱温度を超えてしまう事態を招来するという問題があった。具体的には、燃料電池システムにおいては、外気温が高い場合には、コンプレッサによって吸入される空気温度が高くなることから、吐出空気温度も上昇する。また、燃料電池システムにおいては、高地のような大気圧が低い場所で使用する場合には、コンプレッサの圧縮比が大きくなることから、吐出空気温度が上昇する。このように、燃料電池システムにおいては、高外気温や低気圧といった環境で使用する場合には、吐出空気温度が耐熱温度を超えてしまう場合があった。   However, in the fuel cell system, in addition to the problem that the motor itself generates heat, the temperature of the air compressed and discharged by the compressor rises, leading to a situation where the heat resistance temperature of the compressor and peripheral components is exceeded. There was a problem. Specifically, in the fuel cell system, when the outside air temperature is high, the air temperature sucked by the compressor becomes high, so that the discharge air temperature also rises. Further, in a fuel cell system, when used in a place where the atmospheric pressure is low, such as a high altitude, since the compression ratio of the compressor increases, the discharge air temperature rises. Thus, in a fuel cell system, when used in an environment such as high outside air temperature or low atmospheric pressure, the discharge air temperature may exceed the heat resistance temperature.

ここで、このような問題に対処する方法としては、コンプレッサからの吐出空気温度に応じて、燃料電池の出力を制限することが容易に想定される。しかしながら、この方法によれば、過温度防止を実現することができるものの、制限状態に移行すると吐出空気温度が低下して制限が解除され、燃料電池から大きな出力を取り出すと吐出空気温度が上昇して制限がかかるといったように、出力制限のオン・オフが繰り返されることによって燃料電池の出力が増減を繰り返すようになり、車両の運転者に違和感を与えてしまうという問題が生じる。   Here, as a method of coping with such a problem, it is easily assumed that the output of the fuel cell is limited in accordance with the temperature of air discharged from the compressor. However, according to this method, although it is possible to prevent overtemperature, the discharge air temperature decreases and the restriction is released when the state is shifted to the restricted state, and the discharge air temperature rises when a large output is taken out from the fuel cell. Thus, there is a problem that the output of the fuel cell is repeatedly increased and decreased by repeatedly turning on and off the output restriction, which gives the vehicle driver an uncomfortable feeling.

このような問題に対処するために、コンプレッサによって吸入される空気温度に応じて、燃料電池の出力に制限をかける方法もある。しかしながら、この方法によれば、燃料電池の出力の増減は生じないものの、コンプレッサからの吐出空気温度の制御精度が良好でなくなる。   In order to cope with such a problem, there is also a method of limiting the output of the fuel cell in accordance with the air temperature sucked by the compressor. However, according to this method, although the output of the fuel cell does not increase or decrease, the control accuracy of the discharge air temperature from the compressor is not good.

そこで、コンプレッサの吸入空気温度に基づく出力制限と吐出空気温度に基づく出力制限との両方を行い、吸入空気温度に基づく出力制限の方が吐出空気温度に基づく出力制限よりも先に作動するように設定しておくのが一般的である。しかしながら、この方法によれば、コンプレッサによる吸入空気温度が低い状態で出力制限がかかるようになるため、車両の動力性能に影響を与えるという事態を招来する。   Therefore, both the output restriction based on the intake air temperature of the compressor and the output restriction based on the discharge air temperature are performed, so that the output restriction based on the intake air temperature operates before the output restriction based on the discharge air temperature. Generally it is set. However, according to this method, output restriction is applied in a state where the intake air temperature by the compressor is low, which causes a situation in which the power performance of the vehicle is affected.

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、コンプレッサによる吸入空気温度に基づく出力制限を行う際の制御精度を向上させると共に、車両の動力性能を向上させることができる燃料電池システムを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and can improve the control accuracy when the output is limited based on the intake air temperature by the compressor and can improve the power performance of the vehicle. An object is to provide a battery system.

本発明に係る燃料電池システムは、燃料ガスと空気とを用いて発電する燃料電池と、燃料電池に空気を供給するコンプレッサと、コンプレッサの空気入口における吸入空気温度を検出する吸入空気温度検出手段と、コンプレッサの空気出口における吐出空気温度を検出する吐出空気温度検出手段と、吐出空気温度を抑制する場合に燃料電池からの取出電力又は取出電流に制限をかける出力制限手段とを備えたものであって、上述の課題を解決するために、出力制限手段によって、吸入空気温度検出手段によって検出されたコンプレッサの空気入口における吸入空気温度と、吐出空気温度検出手段によって検出されたコンプレッサの空気出口における吐出空気温度と目標制限温度との偏差とに応じて、燃料電池からの取出電力又は取出電流を制限する電力制限値又は電流制限値を決定する。または、上述の課題を解決するために、圧力制限手段によって、吸入空気温度検出手段によって検出されたコンプレッサの空気入口における吸入空気温度と、吐出空気温度検出手段によって検出されたコンプレッサの空気出口における吐出空気温度と目標制限温度との偏差とに応じて、燃料電池の空気運転圧力を制限する圧力制限値を決定する。   A fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell that generates power using fuel gas and air, a compressor that supplies air to the fuel cell, and an intake air temperature detection means that detects an intake air temperature at an air inlet of the compressor. The discharge air temperature detection means for detecting the discharge air temperature at the air outlet of the compressor, and the output restriction means for restricting the extraction power or the extraction current from the fuel cell when the discharge air temperature is suppressed. In order to solve the above problem, the output restriction means detects the intake air temperature at the compressor air inlet detected by the intake air temperature detection means, and the discharge at the compressor air outlet detected by the discharge air temperature detection means. The extraction power or extraction current from the fuel cell is controlled according to the deviation between the air temperature and the target limit temperature. Determining a power limit value or current limit value. Alternatively, in order to solve the above-described problems, the intake air temperature detected by the intake air temperature detection means by the pressure limiting means and the discharge at the air outlet of the compressor detected by the discharge air temperature detection means. A pressure limit value that limits the air operating pressure of the fuel cell is determined according to the deviation between the air temperature and the target limit temperature.

本発明に係る燃料電池システムによれば、コンプレッサのばらつきを考慮して予め電力制限又は電流制限又は圧力制限が強めにかかるように設定しなくてもよく、コンプレッサによる吸入空気温度に基づく出力制限を行う際の吐出空気温度を許容温度以下に精度よく抑制することができ、コンプレッサや周辺部品の過温度による損傷を防止することができる。また、本発明に係る燃料電池システムによれば、出力電力制限又は出力電流制限又は圧力制限を開始する温度を高温化することができることから、吸入空気温度が高くなってから圧力制限をかけることができ、車両の動力性能を向上させることができる。   According to the fuel cell system of the present invention, it is not necessary to preliminarily set the power limit, the current limit, or the pressure limit in consideration of the variation of the compressor, and the output limit based on the intake air temperature by the compressor is not required. The discharge air temperature at the time of performing can be accurately controlled below the allowable temperature, and damage due to overtemperature of the compressor and peripheral components can be prevented. Further, according to the fuel cell system of the present invention, the temperature at which the output power limit, the output current limit, or the pressure limit is started can be increased, so that the pressure limit can be applied after the intake air temperature becomes high. The power performance of the vehicle can be improved.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明は、例えば燃料電池車両に搭載され、負荷装置として搭載された駆動モータや燃料電池スタックを発電させる補機類等に電力供給することにより、車両走行するための駆動トルクを発生させる燃料電池システムに適用される。   The present invention is, for example, a fuel cell that is mounted on a fuel cell vehicle and generates a driving torque for traveling the vehicle by supplying power to a drive motor mounted as a load device or an auxiliary device that generates power from a fuel cell stack. Applies to the system.

［第１実施形態］
まず、第１実施形態として示す燃料電池システムについて説明する。 [First Embodiment]
First, the fuel cell system shown as the first embodiment will be described.

［燃料電池システムの構成］
燃料電池システムは、図１に示すように、燃料ガスと空気とを用いて発電する燃料電池１を備える。この燃料電池１は、当該燃料電池システムの主電源であって、発電反応を発生させるための水素を多量に含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとしての空気が供給されることによって発電するものである。具体的には、この燃料電池１は、固体高分子電解質膜を挟んで、酸化剤ガスが供給される図示しない空気極と燃料ガスが供給される図示しない水素極とを対設した燃料電池セル構造体をセパレータで挟持し、セル構造体を複数積層することによって構成されている。すなわち、この燃料電池１による発電は、水素極にて、
Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ− （１）
で示される電極反応が進行することによって水素が電子を放出してイオン化し、生成された水素イオン（Ｈ＋）が高分子電解質膜を通過して空気極に到達し、空気極にて、
２Ｈ＋＋２ｅ−＋（１／２）Ｏ２→Ｈ２Ｏ （２）
で示される電極反応が進行することによって水素イオンが酸素と結合して水（Ｈ２Ｏ）を生成することによって行われる。 [Configuration of fuel cell system]
As shown in FIG. 1, the fuel cell system includes a fuel cell 1 that generates power using fuel gas and air. The fuel cell 1 is a main power source of the fuel cell system, and generates electricity by supplying a fuel gas containing a large amount of hydrogen for generating a power generation reaction and air as an oxidant gas containing oxygen. It is. Specifically, the fuel cell 1 is a fuel cell in which an air electrode (not shown) to which an oxidant gas is supplied and a hydrogen electrode (not shown) to which a fuel gas is supplied are paired with a solid polymer electrolyte membrane interposed therebetween. The structure is configured by sandwiching a structure with a separator and stacking a plurality of cell structures. That is, power generation by the fuel cell 1 is performed at the hydrogen electrode.
H 2 → 2H + + 2e − (1)
As the electrode reaction shown in FIG. 4 proceeds, hydrogen releases electrons and ionizes, and the generated hydrogen ions (H + ) pass through the polymer electrolyte membrane and reach the air electrode.
2H + + 2e − + (1/2) O 2 → H 2 O (2)
The hydrogen ion is combined with oxygen to generate water (H 2 O) by the progress of the electrode reaction indicated by

また、燃料電池システムは、燃料電池１の空気極に空気を供給するコンプレッサ２と、燃料電池１の空気極における空気圧力（空気運転圧力）を調整する調圧弁３と、コンプレッサ２による吸入空気温度を検出する吸入空気温度センサ４と、コンプレッサ２の吐出空気温度を検出する吐出空気温度センサ５と、燃料電池１の入口における空気圧力を検出する圧力センサ６と、大気圧を検出する大気圧センサ７と、燃料電池１から電力を取り出すパワーマネージャー（ＰＭ）８と、燃料電池１の出力を制限する出力制限部９とを備える。   The fuel cell system also includes a compressor 2 that supplies air to the air electrode of the fuel cell 1, a pressure regulating valve 3 that adjusts the air pressure (air operating pressure) at the air electrode of the fuel cell 1, and the intake air temperature by the compressor 2. An intake air temperature sensor 4 for detecting the pressure, a discharge air temperature sensor 5 for detecting the discharge air temperature of the compressor 2, a pressure sensor 6 for detecting the air pressure at the inlet of the fuel cell 1, and an atmospheric pressure sensor for detecting the atmospheric pressure. 7, a power manager (PM) 8 that extracts power from the fuel cell 1, and an output limiting unit 9 that limits the output of the fuel cell 1.

コンプレッサ２は、図示しないコンプレッサモータによって駆動されて外気を流路Ｌ１を介して取り込んで昇圧し、流路Ｌ２を介して空気を燃料電池１に圧送する。このとき、コンプレッサ２は、後述する出力制限部９の制御に従って、所定の回転数で駆動され、必要な吐出流量で空気を吐出する。   The compressor 2 is driven by a compressor motor (not shown) to take in outside air through the flow path L1 and increase the pressure, and pumps air to the fuel cell 1 through the flow path L2. At this time, the compressor 2 is driven at a predetermined number of revolutions according to the control of the output limiting unit 9 described later, and discharges air at a necessary discharge flow rate.

調圧弁３は、燃料電池１を通過した空気が大気へと放出されるまでの経路を構成する流路Ｌ３に設けられる。調圧弁３は、出力制限部９の制御に従って、圧力センサ６によって検出された圧力値に応じて駆動され、流路Ｌ３の断面積を変化させることにより、燃料電池１の空気極における空気運転圧力を調整する。   The pressure regulating valve 3 is provided in a flow path L3 that forms a path until the air that has passed through the fuel cell 1 is released to the atmosphere. The pressure regulating valve 3 is driven in accordance with the pressure value detected by the pressure sensor 6 according to the control of the output limiting unit 9 and changes the cross-sectional area of the flow path L3, so that the air operating pressure at the air electrode of the fuel cell 1 is obtained. Adjust.

吸入空気温度センサ４は、コンプレッサ２によって外気を取り込むための流路Ｌ１に設けられ、当該コンプレッサ２によって吸入される空気温度（吸入空気温度）を検出する。この吸入空気温度センサ４によって検出された吸入空気温度は、出力制限部９によって読み取られる。   The intake air temperature sensor 4 is provided in the flow path L <b> 1 for taking in outside air by the compressor 2, and detects an air temperature (intake air temperature) sucked by the compressor 2. The intake air temperature detected by the intake air temperature sensor 4 is read by the output limiting unit 9.

吐出空気温度センサ５は、コンプレッサ２と燃料電池１とを接続する流路Ｌ２に設けられ、当該コンプレッサ２から吐出される空気温度（吐出空気温度）を検出する。この吐出空気温度センサ５によって検出された吐出空気温度は、出力制限部９によって読み取られる。   The discharge air temperature sensor 5 is provided in the flow path L <b> 2 connecting the compressor 2 and the fuel cell 1, and detects the air temperature (discharge air temperature) discharged from the compressor 2. The discharge air temperature detected by the discharge air temperature sensor 5 is read by the output restriction unit 9.

圧力センサ６は、流路Ｌ２における燃料電池１の入口近傍に設けられ、当該燃料電池１の入口における空気圧力を検出する。この圧力センサ６によって検出された空気圧力は、出力制限部９によって読み取られる。   The pressure sensor 6 is provided near the inlet of the fuel cell 1 in the flow path L2, and detects the air pressure at the inlet of the fuel cell 1. The air pressure detected by the pressure sensor 6 is read by the output limiting unit 9.

大気圧センサ７は、大気圧を検出する。この大気圧センサ７によって検出された大気圧は、出力制限部９によって読み取られる。   The atmospheric pressure sensor 7 detects atmospheric pressure. The atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 7 is read by the output limiting unit 9.

パワーマネージャー８は、出力制限部９の制御に従って、燃料電池１から電力又は電流を取り出す。このとき、パワーマネージャー８は、出力制限部９から与えられる指令に基づいて、燃料電池１からの取出電力又は取出電流を制限することにより、当該燃料電池１の出力を制限する。   The power manager 8 extracts power or current from the fuel cell 1 according to the control of the output limiting unit 9. At this time, the power manager 8 limits the output of the fuel cell 1 by limiting the output power or the output current from the fuel cell 1 based on the command given from the output limiting unit 9.

出力制限部９は、コンプレッサ２を過温度としないように保護するために設けられる。出力制限部９は、吸入空気温度センサ４によって検出されたコンプレッサ２の空気入口における吸入空気温度と、吐出空気温度センサ５によって検出されたコンプレッサ２の空気出口における吐出空気温度と、大気圧センサ７によって検出された大気圧とに基づいて、燃料電池１からの取出電力又は取出電流を制限するように、パワーマネージャー８に対して指令を与える。   The output limiting unit 9 is provided to protect the compressor 2 from being overheated. The output restriction unit 9 includes an intake air temperature at the air inlet of the compressor 2 detected by the intake air temperature sensor 4, a discharge air temperature at the air outlet of the compressor 2 detected by the discharge air temperature sensor 5, and the atmospheric pressure sensor 7. The power manager 8 is instructed to limit the output power or the output current from the fuel cell 1 based on the atmospheric pressure detected by.

［出力制限部の構成］
このような各部を備える燃料電池システムにおいて、出力制限部９は、図２に示すように、入口温度補正部１１と、出力制限値演算部１２と、制限部１３とを有する。 [Configuration of output limiter]
In the fuel cell system including such units, the output limiting unit 9 includes an inlet temperature correction unit 11, an output limit value calculation unit 12, and a limiting unit 13, as shown in FIG.

入口温度補正部１１は、吸入空気温度センサ４によって検出されたコンプレッサ２の吸入空気温度と、吐出空気温度センサ５によって検出されたコンプレッサ２の吐出空気温度とを読み取る。入口温度補正部１１は、差分器２１によって吐出空気温度と所定の目標制限温度との偏差を求め、この偏差を、出力制限値演算部１２による出力電力制限値又は出力電流制限値の演算に用いるコンプレッサ２の吸入空気温度を補正するための入力温度補正値として加算器２２に供給する。そして、入口温度補正部１１は、差分器２１によって求められた入力温度補正値とコンプレッサ２の吸入空気温度とを加算器２２によって加算することにより、吸入空気温度を補正する。入口温度補正部１１は、補正した吸入空気温度を出力制限値演算部１２に供給する。   The inlet temperature correction unit 11 reads the intake air temperature of the compressor 2 detected by the intake air temperature sensor 4 and the discharge air temperature of the compressor 2 detected by the discharge air temperature sensor 5. The inlet temperature correction unit 11 obtains a deviation between the discharge air temperature and a predetermined target limit temperature by the subtractor 21 and uses this deviation for the calculation of the output power limit value or the output current limit value by the output limit value calculation unit 12. An input temperature correction value for correcting the intake air temperature of the compressor 2 is supplied to the adder 22. Then, the inlet temperature correction unit 11 corrects the intake air temperature by adding the input temperature correction value obtained by the subtractor 21 and the intake air temperature of the compressor 2 by the adder 22. The inlet temperature correction unit 11 supplies the corrected intake air temperature to the output limit value calculation unit 12.

出力制限値演算部１２は、入口温度補正部１１によって補正されたコンプレッサ２の吸入空気温度と大気圧センサ７によって検出された大気圧とに基づいて、燃料電池１の出力制限値（上限電流値又は上限電力値）を示す出力制限マップをマップ演算部２３によって記憶している。この出力制限マップは、入口温度補正部１１から出力された入力温度であるコンプレッサ２の吸入空気温度と大気圧とによって制限電流値（上限電流値）を選択できるマップであり、コンプレッサ２の吸入空気温度が高いほど制限電流値が低くなり、大気圧が高いほど制限電流値が低くなるようになっている。なお、この図２の例では、縦軸を制限電流値とした出力制限マップを図示したが、縦軸は制限電力値（上限電力値）であっても良いことは勿論である。   Based on the intake air temperature of the compressor 2 corrected by the inlet temperature correcting unit 11 and the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 7, the output limit value calculating unit 12 outputs the output limit value (upper limit current value) of the fuel cell 1. (Or an upper limit power value) is stored in the map calculation unit 23. This output restriction map is a map in which the limit current value (upper limit current value) can be selected based on the intake air temperature of the compressor 2 and the atmospheric pressure, which is the input temperature output from the inlet temperature correction unit 11, and the intake air of the compressor 2 The higher the temperature, the lower the current limit value, and the higher the atmospheric pressure, the lower the current limit value. In the example of FIG. 2, the output restriction map is illustrated with the vertical axis representing the limited current value, but the vertical axis may of course be the limited power value (upper limit power value).

この出力制限マップに基づいて、マップ演算部２３は、当該燃料電池１の出力電力制限値又は出力電流制限値を演算する。なお、この出力制限マップは、マップ演算部２３で随時作成しても良い。   Based on the output limit map, the map calculation unit 23 calculates the output power limit value or the output current limit value of the fuel cell 1. This output restriction map may be created at any time by the map calculation unit 23.

図３に、出力電力制限値又は出力電流制限値の演算に用いる出力制限マップの作成方法を示す。先ず、パワーマネージャー８による燃料電池１からの取出電力又は取出電流に基づいて、当該燃料電池１に供給すべき供給空気流量と空気運転圧力とを定める。ここで、コンプレッサ２から燃料電池１までの空気系圧損は、供給空気流量によって決まることから、マップ演算部２３は、空気系圧損と空気運転圧力とに基づいて、コンプレッサ２からの吐出空気圧力を求めることができる。そして、マップ演算部２３は、大気圧とコンプレッサ２からの吐出空気圧力とに基づいて、コンプレッサ２の入口及び出口における圧力比が決まることから、当該コンプレッサ２の入口及び出口における空気温度差を求める。マップ演算部２３は、そして、コンプレッサ２の出口における目標制限温度から当該空気温度差を差し引いた温度を、電力制限又は電流制限をかけるコンプレッサ２による吸入空気温度とする。マップ演算部２３は、求めたコンプレッサ２の吸入空気温度を横軸（マップ入力値）とし、燃料電池１からの取出電力又は取出電流を縦軸（マップ出力値）としたグラフを、大気圧毎に作成することにより、出力制限マップを作成することができる。   FIG. 3 shows a method of creating an output limit map used for calculating the output power limit value or the output current limit value. First, the supply air flow rate and the air operating pressure to be supplied to the fuel cell 1 are determined based on the extracted power or the extracted current from the fuel cell 1 by the power manager 8. Here, since the air system pressure loss from the compressor 2 to the fuel cell 1 is determined by the supply air flow rate, the map calculation unit 23 calculates the discharge air pressure from the compressor 2 based on the air system pressure loss and the air operating pressure. Can be sought. Then, since the pressure ratio at the inlet and outlet of the compressor 2 is determined based on the atmospheric pressure and the discharge air pressure from the compressor 2, the map calculation unit 23 obtains the air temperature difference at the inlet and outlet of the compressor 2. . The map calculation unit 23 then sets the temperature obtained by subtracting the air temperature difference from the target limit temperature at the outlet of the compressor 2 as the intake air temperature by the compressor 2 that applies power limit or current limit. The map calculation unit 23 generates a graph with the horizontal axis (map input value) as the intake air temperature of the compressor 2 thus obtained, and the vertical axis (map output value) as the extraction power or extraction current from the fuel cell 1 for each atmospheric pressure. By creating the output restriction map, it is possible to create an output restriction map.

したがって、入口温度補正部１１は、コンプレッサ２の吐出空気温度と目標制限温度との偏差に応じて、出力制限値演算部１２による出力電力制限値又は出力電流制限値の演算に用いるコンプレッサ２の吸入空気温度、すなわち、出力制限マップの入力値を補正する。ここで、出力制限マップは、燃料電池１からの取出電力又は取出電流とコンプレッサ２の入口及び出口における温度差との関係に基づいて設計されている。したがって、出力制限部９においては、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度からずれた場合には、ずれた温度偏差を出力制限マップの入力値に反映させて補正する。これにより、出力制限値演算部１２に供給するコンプレッサ２の吸入空気温度を高くして出力制限を開始させることができ、コンプレッサ２の吐出空気温度を目標制限温度に近付かせることができる。   Accordingly, the inlet temperature correction unit 11 takes in the compressor 2 used for calculation of the output power limit value or the output current limit value by the output limit value calculation unit 12 according to the deviation between the discharge air temperature of the compressor 2 and the target limit temperature. The air temperature, that is, the input value of the output restriction map is corrected. Here, the output restriction map is designed based on the relationship between the extracted power or extracted current from the fuel cell 1 and the temperature difference at the inlet and outlet of the compressor 2. Therefore, when the discharge air temperature of the compressor 2 deviates from the target restriction temperature, the output restriction unit 9 corrects the deviated temperature deviation by reflecting it in the input value of the output restriction map. Thereby, the intake air temperature of the compressor 2 supplied to the output limit value calculation unit 12 can be increased to start the output limit, and the discharge air temperature of the compressor 2 can be brought close to the target limit temperature.

制限部１３は、燃料電池１の目標取出電力又は目標取出電流と、出力制限値演算部１２によって演算された出力電力制限値又は出力電流制限値とをセレクトロー回路２４によって択一的に選択して、燃料電池１からの取出電力又は取出電流を制限する。すなわち、制限部１３は、燃料電池１からの取出電力又は取出電流を、出力制限値演算部１２によって演算された出力電力制限値又は出力電流制限値に制限するようにパワーマネージャー８に対して指令を与え、燃料電池１からの取出電力又は取出電流を制限する。   The limiter 13 alternatively selects the target power output or target current of the fuel cell 1 and the output power limit value or output current limit value calculated by the output limit value calculator 12 by the select low circuit 24. Thus, the extraction power or extraction current from the fuel cell 1 is limited. That is, the limiter 13 instructs the power manager 8 to limit the output power or the output current from the fuel cell 1 to the output power limit value or the output current limit value calculated by the output limit value calculation unit 12. And the extraction power or extraction current from the fuel cell 1 is limited.

［出力電力制限値又は又は出力電流制限値と空気温度との応答関係］
図４に、出力制限部９によるコンプレッサ２の吸入空気温度の温度補正がない場合についての出力電力制限値又は出力電流制限値と空気温度との応答関係を示し、図５に、吸入空気温度の温度補正がある場合についての出力電力制限値又は出力電流制限値と空気温度との応答関係を示す。 [Response relationship between output power limit value or output current limit value and air temperature]
FIG. 4 shows the response relationship between the output power limit value or the output current limit value and the air temperature when there is no temperature correction of the intake air temperature of the compressor 2 by the output limiter 9, and FIG. The response relationship between the output power limit value or output current limit value and the air temperature when temperature correction is performed is shown.

まず、吸入空気温度の温度補正がない場合には、図４（ａ）に示すように、コンプレッサ２のばらつきや経時変化によって吐出空気温度が目標制限温度を超えてしまうことがある。したがって、燃料電池システムにおいては、吐出空気温度が目標制限温度を超えないようにするために、図４（ｂ）に示すように、コンプレッサ２の吸入空気温度に応じて、電力制限又は電流制限を開始する電力値又は電流値を低くする出力制限マップを予め設定する必要がある。   First, when there is no temperature correction of the intake air temperature, as shown in FIG. 4A, the discharge air temperature may exceed the target limit temperature due to variations in the compressor 2 and changes over time. Therefore, in the fuel cell system, in order to prevent the discharge air temperature from exceeding the target limit temperature, a power limit or a current limit is set according to the intake air temperature of the compressor 2 as shown in FIG. It is necessary to preset an output restriction map that lowers the power value or current value to be started.

これに対して、吸入空気温度の温度補正がある場合には、図５（ａ）に示すように、コンプレッサ２の吐出空気温度と目標制限温度との偏差を、出力電力制限値又は出力電流制限値を演算する際のコンプレッサ２の吸入空気温度に加算することにより、図５（ｂ）に示すように、出力電力制限値又は出力電流制限値を低く制限して、これにともない、コンプレッサ２の吐出空気温度のオーバーシュートを軽減することができる。したがって、燃料電池システムによれば、コンプレッサ２のばらつきを考慮して予め電力制限値又は電流制限値を低く設定しなくてもよく、コンプレッサ２による吸入空気温度に基づく出力制限を行う際の吐出空気温度の制御精度を向上させることができる。   On the other hand, when there is temperature correction of the intake air temperature, as shown in FIG. 5A, the deviation between the discharge air temperature of the compressor 2 and the target limit temperature is set to the output power limit value or the output current limit. By adding the value to the intake air temperature of the compressor 2 when calculating the value, as shown in FIG. 5 (b), the output power limit value or the output current limit value is limited to a low value. The overshoot of the discharge air temperature can be reduced. Therefore, according to the fuel cell system, it is not necessary to set the power limit value or the current limit value low in advance in consideration of the variation of the compressor 2, and the discharge air when the output restriction based on the intake air temperature by the compressor 2 is performed. The temperature control accuracy can be improved.

また、燃料電池システムによれば、図６（ａ）に示すように、コンプレッサ２の吸入空気温度に基づく出力制限と当該コンプレッサ２の吐出空気温度に基づく出力制限とを総括して考慮した１段構成の出力制限を行うことにより、出力電力制限又は出力電流制限を開始する温度を高温化することができる。   Further, according to the fuel cell system, as shown in FIG. 6A, the output restriction based on the intake air temperature of the compressor 2 and the output restriction based on the discharge air temperature of the compressor 2 are considered in one stage. By performing the output limitation of the configuration, the temperature at which the output power limitation or the output current limitation is started can be increased.

すなわち、図６（ｂ）に示す比較例は、コンプレッサ２の吐出空気温度がコンプレッサ２の耐熱温度とならないように吐出空気温度を下げる必要がある出力制限範囲を設定し、且つ、コンプレッサ２の最大駆動量から吐出空気温度が耐熱温度となると予想されるコンプレッサ２の吸入空気温度に応じた出力制限範囲を設定する必要がある。この場合、コンプレッサ２の吸入空気温度に基づく出力制限を、当該コンプレッサ２の吐出空気温度に基づく出力制限よりも先に作動するように設定して２段構成の出力制限を行う場合に比べて、本発明を適用した燃料電池システムによれば、コンプレッサ２の吸入空気温度及び吐出空気温度の双方に基づいて決定する出力制限を開始する必要があるコンプレッサ２の吸入空気温度を高くできる。   That is, the comparative example shown in FIG. 6B sets an output restriction range in which the discharge air temperature needs to be lowered so that the discharge air temperature of the compressor 2 does not become the heat resistant temperature of the compressor 2, and the maximum of the compressor 2 It is necessary to set an output limit range according to the intake air temperature of the compressor 2 where the discharge air temperature is expected to be the heat resistant temperature from the drive amount. In this case, compared with the case where the output restriction based on the intake air temperature of the compressor 2 is set to operate before the output restriction based on the discharge air temperature of the compressor 2 and the output restriction of the two-stage configuration is performed, According to the fuel cell system to which the present invention is applied, it is possible to increase the intake air temperature of the compressor 2 that needs to start the output restriction determined based on both the intake air temperature and the discharge air temperature of the compressor 2.

［第１実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、第１実施形態として示した燃料電池システムによれば、コンプレッサ２の吐出空気温度と目標制限温度との偏差に応じて、燃料電池１の出力制限の演算に用いるパラメータであるコンプレッサ２の吸入空気温度を補正するので、コンプレッサ２の吐出空気温度を許容温度以下に精度よく抑制することができ、コンプレッサ２や周辺部品の過温度による損傷を防止することができる。 [Effect of the first embodiment]
As described above in detail, according to the fuel cell system shown as the first embodiment, the parameters used for calculating the output limit of the fuel cell 1 according to the deviation between the discharge air temperature of the compressor 2 and the target limit temperature. Since the intake air temperature of the compressor 2 is corrected, the discharge air temperature of the compressor 2 can be accurately suppressed below the allowable temperature, and damage due to overtemperature of the compressor 2 and peripheral components can be prevented.

また、この燃料電池システムによれば、吸入空気温度による制限と吐出空気温度による制限とを別個に２段構成とする必要がなく、吸入空気温度による制限と吐出空気温度による制限とを総括して考慮した１段構成の出力制限とすることにより、吸入空気温度が高くなってから出力制限をかけることができ、車両の動力性能を向上させることができる。   In addition, according to this fuel cell system, there is no need to separately configure the restriction due to the intake air temperature and the restriction due to the discharge air temperature, and the restriction due to the intake air temperature and the restriction due to the discharge air temperature are summarized. By considering the output limitation of the one-stage configuration in consideration, the output limitation can be applied after the intake air temperature becomes high, and the power performance of the vehicle can be improved.

更に、この燃料電池システムによれば、出力制限部９により、コンプレッサ２の吐出空気温度と目標制限温度との偏差に応じて、出力電力制限値又は出力電流制限値の演算に用いるコンプレッサ２の吸入空気温度を補正した上で、コンプレッサ２の吸入空気温度に応じて出力電力制限値又は出力電流制限値を演算し、この出力電力制限値又は出力電流制限値に基づいて、燃料電池１からの取出電力又は取出電流に制限をかける。このように、燃料電池システムによれば、温度偏差をフィードバックすることにより、高精度に吐出空気温度を制御することができ、コンプレッサ２の部品のばらつきや経時変化による吐出空気温度の変動を初期から考慮して出力制限を設計する必要が無く、出力制限を開始する吸入空気温度を高温化することができ、外気温が高い時であっても車両の動力性能を低下させることを抑制できる。   Furthermore, according to this fuel cell system, the output restriction unit 9 uses the compressor 2 for suction to calculate the output power limit value or the output current limit value according to the deviation between the discharge air temperature of the compressor 2 and the target limit temperature. After correcting the air temperature, the output power limit value or the output current limit value is calculated according to the intake air temperature of the compressor 2, and the fuel cell 1 is taken out based on the output power limit value or the output current limit value. Limit power or draw current. As described above, according to the fuel cell system, it is possible to control the discharge air temperature with high accuracy by feeding back the temperature deviation. There is no need to design the output limit in consideration, the intake air temperature at which the output limit is started can be increased, and the power performance of the vehicle can be suppressed from being lowered even when the outside air temperature is high.

更にまた、高地等の大気圧が低い場所では、コンプレッサ２の吸入側と吐出側との圧力比が高くなるため、吐出空気温度も高くなる。そこで、この燃料電池システムによれば、コンプレッサ２の吸入空気温度と大気圧とに応じて、出力制限部９によって出力電力制限値又は出力電流制限値を演算する。具体的には、出力制限部９は、大気圧が低くなるほど電力制限又は電流制限がきつくかかるように出力電力制限値又は出力電流制限値を演算するようにする。これにより、燃料電池システムによれば、高精度に制限温度を維持することができる。   Furthermore, in a place where the atmospheric pressure is low, such as a high altitude, the pressure ratio between the suction side and the discharge side of the compressor 2 is high, so the discharge air temperature is also high. Therefore, according to this fuel cell system, the output power limiting value or the output current limiting value is calculated by the output limiting unit 9 according to the intake air temperature and the atmospheric pressure of the compressor 2. Specifically, the output limiting unit 9 calculates the output power limit value or the output current limit value so that the power limit or the current limit becomes tighter as the atmospheric pressure becomes lower. Thereby, according to the fuel cell system, the limit temperature can be maintained with high accuracy.

［第２実施形態］
つぎに、第２実施形態として示す燃料電池システムについて説明する。 [Second Embodiment]
Next, a fuel cell system shown as the second embodiment will be described.

この第２実施形態として示す燃料電池システムは、燃料電池１の出力電力又は出力電流に代えて、空気運転圧力を制限するものである。したがって、この第２実施形態の説明においては、第１実施形態の説明と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。   The fuel cell system shown as the second embodiment limits the air operating pressure instead of the output power or output current of the fuel cell 1. Therefore, in the description of the second embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the description of the first embodiment, and the detailed description thereof is omitted.

［燃料電池システムの構成］
第２実施形態として示す燃料電池システムは、図７に示すように、第１実施形態におけるパワーマネージャー８の代わりに、調圧弁３を制御する空気圧力制御部３１を備えると共に、出力制限部９の代わりに、燃料電池１の空気運転圧力を制限する圧力制限部３２を備える。 [Configuration of fuel cell system]
As shown in FIG. 7, the fuel cell system shown as the second embodiment includes an air pressure control unit 31 that controls the pressure regulating valve 3 instead of the power manager 8 in the first embodiment, and includes an output limiting unit 9. Instead, a pressure limiting unit 32 that limits the air operating pressure of the fuel cell 1 is provided.

空気圧力制御部３１は、圧力制限部３２の制御に従って、燃料電池１の目標空気運転圧力と圧力センサ６によって検出された空気圧力に応じて調圧弁３の開度を制御する。   The air pressure control unit 31 controls the opening degree of the pressure regulating valve 3 according to the target air operating pressure of the fuel cell 1 and the air pressure detected by the pressure sensor 6 according to the control of the pressure limiting unit 32.

圧力制限部３２は、コンプレッサ２を過温度としないように保護するために設けられる。圧力制限部３２は、吸入空気温度センサ４によって検出されたコンプレッサ２の吸入空気温度と、吐出空気温度センサ５によって検出されたコンプレッサ２の吐出空気温度と、大気圧センサ７によって検出された大気圧とに基づいて、燃料電池１の空気運転圧力を制限するように、空気圧力制御部３１に対して指令を与える。   The pressure limiting unit 32 is provided to protect the compressor 2 from being overheated. The pressure restricting unit 32 includes an intake air temperature of the compressor 2 detected by the intake air temperature sensor 4, a discharge air temperature of the compressor 2 detected by the discharge air temperature sensor 5, and an atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 7. Based on the above, a command is given to the air pressure control unit 31 so as to limit the air operating pressure of the fuel cell 1.

［圧力制限部の構成］
このような各部を備える燃料電池システムにおいて、圧力制限部３２は、図８に示すように、入口温度補正部４１と、圧力制限値演算部４２と、制限部４３とを有する。 [Configuration of pressure limiter]
In the fuel cell system including such units, the pressure limiting unit 32 includes an inlet temperature correction unit 41, a pressure limit value calculation unit 42, and a limiting unit 43, as shown in FIG.

入口温度補正部４１は、吸入空気温度センサ４によって検出されたコンプレッサ２の吸入空気温度と、吐出空気温度センサ５によって検出されたコンプレッサ２の吐出空気温度とを読み取る。入口温度補正部４１は、差分器５１によって吐出空気温度と所定の目標制限温度との偏差を求め、この偏差を、圧力制限値演算部４２による圧力制限値の演算に用いるコンプレッサ２の吸入空気温度を補正するための入力温度補正値として加算器５２に供給する。そして、入口温度補正部４１は、差分器５１によって求められた入力温度補正値とコンプレッサ２の吸入空気温度とを加算器５２によって加算することにより、吸入空気温度を補正する。入口温度補正部４１は、補正した吸入空気温度を圧力制限値演算部４２に供給する。   The inlet temperature correction unit 41 reads the intake air temperature of the compressor 2 detected by the intake air temperature sensor 4 and the discharge air temperature of the compressor 2 detected by the discharge air temperature sensor 5. The inlet temperature correction unit 41 obtains a deviation between the discharge air temperature and a predetermined target limit temperature by the subtractor 51, and uses this deviation for calculation of the pressure limit value by the pressure limit value calculation unit 42. Is supplied to the adder 52 as an input temperature correction value for correcting. The inlet temperature correction unit 41 corrects the intake air temperature by adding the input temperature correction value obtained by the subtractor 51 and the intake air temperature of the compressor 2 by the adder 52. The inlet temperature correction unit 41 supplies the corrected intake air temperature to the pressure limit value calculation unit 42.

圧力制限値演算部４２は、入口温度補正部４１によって補正されたコンプレッサ２の吸入空気温度と大気圧センサ７によって検出された大気圧とに基づいて、燃料電池１の空気運転圧力制限の内容を示す圧力制限マップをマップ演算部５３によって作成し、この圧力制限マップに基づいて、当該燃料電池１の空気運転圧力制限値（上限圧力）を演算する。ここで、圧力制限マップは、燃料電池の空気運転圧力、大気圧、及びコンプレッサ２の入口及び出口における温度差の関係に基づいて設計されている。この圧力制限マップは、入口温度補正部４１から出力された入力温度であるコンプレッサ２の吸入空気温度と大気圧とによって圧力制限値を選択できるマップであり、コンプレッサ２の吸入空気温度が高いほど圧力制限値が高くなり、大気圧が高いほど圧力制限値が高くなるようになっている。   Based on the intake air temperature of the compressor 2 corrected by the inlet temperature correction unit 41 and the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 7, the pressure limit value calculation unit 42 calculates the content of the air operation pressure limitation of the fuel cell 1. A pressure limit map is generated by the map calculation unit 53, and an air operation pressure limit value (upper limit pressure) of the fuel cell 1 is calculated based on the pressure limit map. Here, the pressure restriction map is designed based on the relationship between the air operating pressure of the fuel cell, the atmospheric pressure, and the temperature difference between the inlet and outlet of the compressor 2. This pressure limit map is a map in which the pressure limit value can be selected based on the intake air temperature and the atmospheric pressure of the compressor 2 that is the input temperature output from the inlet temperature correction unit 41. The higher the intake air temperature of the compressor 2, the higher the pressure. The limit value increases, and the pressure limit value increases as the atmospheric pressure increases.

圧力制限値演算部４２は、かかる圧力制限マップに基づいて、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度になるような空気運転圧力の制限値を出力する。したがって、圧力制限部３２においては、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度からずれて差分器５１からの出力温度補正値が大きくなった場合には、ずれた温度偏差を圧力制限マップの入力値に反映させて補正する。これにより、圧力制限値演算部４２に供給するコンプレッサ２の吸入空気温度を高くして圧力制限を開始させることができ、コンプレッサ２の吐出空気温度を目標制限温度に近付かせることができる。   The pressure limit value calculation unit 42 outputs a limit value of the air operating pressure such that the discharge air temperature of the compressor 2 becomes the target limit temperature based on the pressure limit map. Therefore, in the pressure limiter 32, when the discharge air temperature of the compressor 2 deviates from the target limit temperature and the output temperature correction value from the differentiator 51 becomes large, the deviated temperature deviation is input to the input value of the pressure limit map. Make corrections by reflecting them. Thereby, the intake air temperature of the compressor 2 supplied to the pressure limit value calculation unit 42 can be increased to start the pressure limit, and the discharge air temperature of the compressor 2 can be brought close to the target limit temperature.

制限部４３は、燃料電池１の目標空気運転圧力と、圧力制限値演算部４２によって演算された圧力制限値とをセレクトロー回路５４によって択一的に選択することにより、燃料電池１の空気運転圧力を制限する。すなわち、制限部４３は、燃料電池１の空気運転圧力を、圧力制限値演算部４２によって演算された圧力制限値に制限するように空気圧力制御部３１に対して指令を与え、燃料電池１の空気運転圧力を制限する。   The restriction unit 43 selectively selects the target air operation pressure of the fuel cell 1 and the pressure limit value calculated by the pressure limit value calculation unit 42 by the select low circuit 54, whereby the air operation of the fuel cell 1 is performed. Limit pressure. That is, the limiting unit 43 gives a command to the air pressure control unit 31 so as to limit the air operating pressure of the fuel cell 1 to the pressure limiting value calculated by the pressure limiting value calculating unit 42. Limit air operating pressure.

このように、圧力制限部３２は、コンプレッサ２の吐出空気温度と目標制限温度との偏差に応じて、圧力制限値の演算に用いる当該コンプレッサ２の吸入空気温度を補正した上で、燃料電池１の空気運転圧力を制限する。   As described above, the pressure limiting unit 32 corrects the intake air temperature of the compressor 2 used for the calculation of the pressure limit value according to the deviation between the discharge air temperature of the compressor 2 and the target limit temperature, and then the fuel cell 1. Limit air operating pressure.

［第２実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、第２実施形態として示した燃料電池システムによれば、コンプレッサ２の吐出空気温度と目標制限温度との偏差に応じて、燃料電池１の圧力制限の演算に用いるパラメータであるコンプレッサ２の吸入空気温度を入口温度補正部４１によって補正するので、燃料電池１の電力又は電流を制限する必要がなく、車両の動力性能に大きな影響を及ぼすことなく吐出空気温度を許容温度に抑制することができる。 [Effects of Second Embodiment]
As described above in detail, according to the fuel cell system shown as the second embodiment, the parameters used for calculating the pressure limit of the fuel cell 1 according to the deviation between the discharge air temperature of the compressor 2 and the target limit temperature. Since the intake air temperature of the compressor 2 is corrected by the inlet temperature correction unit 41, there is no need to limit the power or current of the fuel cell 1, and the discharge air temperature can be set to the allowable temperature without greatly affecting the power performance of the vehicle. Can be suppressed.

また、この燃料電池システムによれば、吸入空気温度による制限と吐出空気温度による制限とを別個に２段構成とする必要がなく、吸入空気温度による制限と吐出空気温度による制限とを総括して考慮した１段構成の圧力制限とすることにより、吸入空気温度が高くなってから圧力制限をかけることができ、車両の動力性能を向上させることができる。   In addition, according to this fuel cell system, there is no need to separately configure the restriction due to the intake air temperature and the restriction due to the discharge air temperature, and the restriction due to the intake air temperature and the restriction due to the discharge air temperature are summarized. By considering the one-stage pressure restriction in consideration, the pressure restriction can be applied after the intake air temperature becomes high, and the power performance of the vehicle can be improved.

更に、この燃料電池システムによれば、圧力制限部３２により、コンプレッサ２の吐出空気温度と目標制限温度との偏差に応じて、圧力制限値の演算に用いるコンプレッサ２の吸入空気温度を補正した上で、当該コンプレッサ２の吸入空気温度に応じて圧力制限値を演算し、この圧力制限値に基づいて、燃料電池１の空気運転圧力に制限をかける。このように、燃料電池システムによれば、温度偏差をフィードバックすることにより、高精度に吐出空気温度を制御することができ、コンプレッサ２の部品のばらつきや経時変化による吐出空気温度の変動を初期から考慮して圧力制限を設計することを必要とせずに、圧力制限を開始する吸入空気温度を高温化することができ、外気温が高い時であっても車両の動力性能を向上させることができる。   Furthermore, according to this fuel cell system, the pressure limiter 32 corrects the intake air temperature of the compressor 2 used for calculating the pressure limit value according to the deviation between the discharge air temperature of the compressor 2 and the target limit temperature. Thus, a pressure limit value is calculated according to the intake air temperature of the compressor 2, and the air operating pressure of the fuel cell 1 is limited based on the pressure limit value. As described above, according to the fuel cell system, it is possible to control the discharge air temperature with high accuracy by feeding back the temperature deviation. It is possible to increase the intake air temperature at which the pressure restriction is started without requiring the pressure restriction to be designed in consideration, and the power performance of the vehicle can be improved even when the outside air temperature is high. .

更にまた、この燃料電池システムによれば、コンプレッサ２の吸入空気温度と大気圧とに応じて、圧力制限部３２によって圧力制限値を演算する。具体的には、圧力制限部３２は、大気圧が低くなるほど圧力制限がきつくかかるように圧力制限値を演算するようにする。これにより、燃料電池システムによれば、高精度に制限温度を維持することができる。   Furthermore, according to this fuel cell system, the pressure limit value is calculated by the pressure limiter 32 in accordance with the intake air temperature and the atmospheric pressure of the compressor 2. Specifically, the pressure limiter 32 calculates the pressure limit value so that the pressure limit becomes tighter as the atmospheric pressure becomes lower. Thereby, according to the fuel cell system, the limit temperature can be maintained with high accuracy.

［第３実施形態］
つぎに、第３実施形態として示す燃料電池システムについて説明する。 [Third Embodiment]
Next, a fuel cell system shown as the third embodiment will be described.

この第３実施形態として示す燃料電池システムは、第１実施形態と同様に、燃料電池の出力電力又は出力電流を制限するものであるが、異なる構成及び方法によって制限するものである。したがって、この第３実施形態の説明においては、第１実施形態の説明と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。   The fuel cell system shown as the third embodiment limits the output power or output current of the fuel cell as in the first embodiment, but limits it by different configurations and methods. Therefore, in the description of the third embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the description of the first embodiment, and the detailed description thereof is omitted.

［燃料電池システムの構成］
燃料電池システムは、図９に示すように、燃料電池１の出力を制限する出力制限部６１を備える。出力制限部６１は、第１実施形態の出力制限部９と同様に、コンプレッサ２を過温度としないように保護するために設けられ、吸入空気温度センサ４によって検出されたコンプレッサ２の吸入空気温度と、吐出空気温度センサ５によって検出されたコンプレッサ２の吐出空気温度と、大気圧センサ７によって検出された大気圧とに基づいて、燃料電池１からの取出電力又は取出電流を制限するように、パワーマネージャー８に対して指令を与える。 [Configuration of fuel cell system]
As shown in FIG. 9, the fuel cell system includes an output limiting unit 61 that limits the output of the fuel cell 1. The output limiting unit 61 is provided to protect the compressor 2 from being overheated, similarly to the output limiting unit 9 of the first embodiment, and the intake air temperature of the compressor 2 detected by the intake air temperature sensor 4. Based on the discharge air temperature of the compressor 2 detected by the discharge air temperature sensor 5 and the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 7, the extraction power or the extraction current from the fuel cell 1 is limited. Commands are given to the power manager 8.

具体的には、出力制限部６１は、図９及び図１０に示すように、出力制限値補正部７１と、出力制限値演算部７２と、制限部７３とを有する。   Specifically, the output limiting unit 61 includes an output limit value correcting unit 71, an output limit value calculating unit 72, and a limiting unit 73, as shown in FIGS.

出力制限値補正部７１は、吐出空気温度センサ５によって検出されたコンプレッサ２の吐出空気温度を読み取る。出力制限値補正部７１は、図１０に示すように、差分器８１によって吐出空気温度と所定の目標制限温度との偏差を求め、この偏差をＰＩ演算部８２に供給する。また、出力制限値補正部７１は、差分器８１によって求められた偏差をＰＩ演算部８２によって積分し、この積分値を、出力制限値演算部７２によって求められた出力電力制限値又は出力電流制限値を補正するための電力制限補正値又は電流制限補正値として差分器８３に供給する。   The output limit value correction unit 71 reads the discharge air temperature of the compressor 2 detected by the discharge air temperature sensor 5. As shown in FIG. 10, the output limit value correction unit 71 obtains a deviation between the discharge air temperature and a predetermined target limit temperature by using a differentiator 81, and supplies this deviation to the PI calculation unit 82. Further, the output limit value correction unit 71 integrates the deviation obtained by the differentiator 81 by the PI calculation unit 82, and uses the integrated value as the output power limit value or the output current limit obtained by the output limit value calculation unit 72. A power limit correction value or a current limit correction value for correcting the value is supplied to the subtractor 83.

そして、出力制限値補正部７１は、出力制限値演算部７２によって求められた出力電力制限値又は出力電流制限値から、電力制限補正値又は電流制限補正値を差分器８３によって差し引くことにより、出力電力制限値又は出力電流制限値を補正する。出力制限値補正部７１は、補正した出力電力制限値又は出力電流制限値を制限部７３に供給する。   Then, the output limit value correction unit 71 outputs an output power by subtracting the power limit correction value or the current limit correction value from the output power limit value or the output current limit value obtained by the output limit value calculation unit 72 by the subtractor 83. Correct the power limit value or output current limit value. The output limit value correction unit 71 supplies the corrected output power limit value or output current limit value to the limit unit 73.

出力制限値演算部７２は、コンプレッサ２の吸入空気温度と大気圧センサ７によって検出された大気圧とに基づいて、先に図３に示した出力制限マップをマップ演算部８４によって作成し、この出力制限マップに基づいて、当該燃料電池１の出力電力制限値又は出力電流制限値を演算する。出力制限値演算部７２は、求めた出力電力制限値又は出力電流制限値を出力制限値補正部７１における差分器８３に供給する。   Based on the intake air temperature of the compressor 2 and the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 7, the output limit value calculating unit 72 creates the output limit map shown in FIG. Based on the output limit map, the output power limit value or the output current limit value of the fuel cell 1 is calculated. The output limit value calculation unit 72 supplies the obtained output power limit value or output current limit value to the difference unit 83 in the output limit value correction unit 71.

ここで、出力制限マップは、上述したように、燃料電池１からの取出電力又は取出電流とコンプレッサ２の入口及び出口における温度差との関係に基づいて設計されている。したがって、出力制限部６１においては、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度からずれた場合には、ずれた温度偏差をフィードバックして出力電力制限値又は出力電流制限値を調整し、コンプレッサ２の吐出空気温度を目標制限温度に近付かせ、その目標制限温度を精度よく維持することができる。   Here, as described above, the output restriction map is designed based on the relationship between the extraction power or extraction current from the fuel cell 1 and the temperature difference at the inlet and outlet of the compressor 2. Therefore, when the discharge air temperature of the compressor 2 deviates from the target limit temperature, the output limiter 61 adjusts the output power limit value or the output current limit value by feeding back the deviated temperature deviation. The discharge air temperature can be brought close to the target limit temperature, and the target limit temperature can be accurately maintained.

制限部７３は、燃料電池１の目標取出電力又は目標取出電流と、出力制限値補正部７１によって補正された出力電力制限値又は出力電流制限値とをセレクトロー回路８５によって択一的に選択することにより、燃料電池１からの取出電力又は取出電流を制限する。すなわち、制限部７３は、燃料電池１からの取出電力又は取出電流を、出力制限値補正部７１によって補正された出力電力制限値又は出力電流制限値に制限するようにパワーマネージャー８に対して指令を与え、燃料電池１からの取出電力又は取出電流を制限する。   The restriction unit 73 alternatively selects the target extraction power or target extraction current of the fuel cell 1 and the output power limit value or output current limit value corrected by the output limit value correction unit 71 by the select low circuit 85. As a result, the extraction power or extraction current from the fuel cell 1 is limited. That is, the limiting unit 73 instructs the power manager 8 to limit the output power or the extraction current from the fuel cell 1 to the output power limit value or the output current limit value corrected by the output limit value correction unit 71. And the extraction power or extraction current from the fuel cell 1 is limited.

図１１に、出力制限部６１によるコンプレッサ２の入口における吸入空気温度の温度補正がある場合についての出力電力制限値又は出力電流制限値と空気温度との応答関係を示す。   FIG. 11 shows the response relationship between the output power limit value or the output current limit value and the air temperature when there is a temperature correction of the intake air temperature at the inlet of the compressor 2 by the output limiter 61.

すなわち、燃料電池システムによれば、第１実施形態の場合と比べて補正する対象が異なるが、コンプレッサ２の吐出空気温度を目標制限温度に近付けることができる。更に、燃料電池システムによれば、コンプレッサ２の吐出空気温度と目標制限温度との偏差を積分してフィードバックしているので、定常的には偏差をゼロに近付けることができる。   That is, according to the fuel cell system, the object to be corrected is different from that in the first embodiment, but the discharge air temperature of the compressor 2 can be brought close to the target limit temperature. Furthermore, according to the fuel cell system, since the deviation between the discharge air temperature of the compressor 2 and the target limit temperature is integrated and fed back, the deviation can be steadily brought close to zero.

［第３実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、第３実施形態として示した燃料電池システムによれば、出力制限部６１により、コンプレッサ２の吐出空気温度と目標制限温度との偏差に応じて、出力制限値演算部７２によって演算された出力電力制限値又は出力電流制限値を補正し、補正された出力電力制限値又は出力電流制限値に基づいて、燃料電池１からの取出電力又は取出電流に制限をかけるので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。 [Effect of the third embodiment]
As described above in detail, according to the fuel cell system shown as the third embodiment, the output limiting unit 61 causes the output limiting unit 61 to output the output limiting value according to the deviation between the discharge air temperature of the compressor 2 and the target limiting temperature. The output power limit value or the output current limit value calculated by 72 is corrected, and the output power or the output current from the fuel cell 1 is limited based on the corrected output power limit value or the output current limit value. The same effect as in the first embodiment can be obtained.

［第４実施形態］
つぎに、第４実施形態として示す燃料電池システムについて説明する。 [Fourth Embodiment]
Next, a fuel cell system shown as the fourth embodiment will be described.

この第４実施形態として示す燃料電池システムは、第２実施形態と同様に、燃料電池１の空気運転圧力を制限するものであるが、異なる構成及び方法によって制限するものである。したがって、この第４実施形態の説明においては、第２実施形態の説明と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。   The fuel cell system shown as the fourth embodiment restricts the air operating pressure of the fuel cell 1 as in the second embodiment, but restricts it by different configurations and methods. Therefore, in the description of the fourth embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the description of the second embodiment, and the detailed description thereof will be omitted.

［燃料電池システムの構成］
燃料電池システムは、図１２に示すように、燃料電池１の空気運転圧力を制限する圧力制限部９１を備える。圧力制限部９１は、第２実施形態の圧力制限部３２と同様に、コンプレッサ２を過温度としないように保護するために設けられ、吸入空気温度センサ４によって検出されたコンプレッサ２の吸入空気温度と、吐出空気温度センサ５によって検出されたコンプレッサ２の吐出空気温度と、大気圧センサ７によって検出された大気圧とに基づいて、燃料電池１の空気運転圧力を制限するように、空気圧力制御部３１に対して指令を与える。 [Configuration of fuel cell system]
As shown in FIG. 12, the fuel cell system includes a pressure limiting unit 91 that limits the air operating pressure of the fuel cell 1. Similar to the pressure limiting unit 32 of the second embodiment, the pressure limiting unit 91 is provided to protect the compressor 2 from being overheated, and the intake air temperature of the compressor 2 detected by the intake air temperature sensor 4. Air pressure control so as to limit the air operating pressure of the fuel cell 1 based on the discharge air temperature of the compressor 2 detected by the discharge air temperature sensor 5 and the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 7. Commands are given to the unit 31.

具体的には、圧力制限部９１は、図１２及び図１３に示すように、圧力制限値補正部１０１と、圧力制限値演算部１０２と、制限部１０３とを有する。   Specifically, as shown in FIGS. 12 and 13, the pressure limiter 91 includes a pressure limit value correction unit 101, a pressure limit value calculation unit 102, and a limit unit 103.

圧力制限値補正部１０１は、吐出空気温度センサ５によって検出されたコンプレッサ２の吐出空気温度を読み取る。圧力制限値補正部１０１は、図１３に示すように、差分器１１１によって吐出空気温度と所定の目標制限温度との偏差を求め、この偏差をＰＩ演算部１１２に供給する。また、出力制限値補正部１０１は、差分器１１１によって求められた偏差をＰＩ演算部１１２によって積分し、この積分値を、圧力制限値演算部１０２によって求められた圧力制限値を補正するための圧力制限補正値として差分器１１３に供給する。そして、圧力制限値補正部１０１は、圧力制限値演算部１０２によって求められた圧力制限値から、圧力制限補正値を差分器１１３によって差し引くことにより、圧力制限値を補正する。圧力制限値補正部１０１は、補正した圧力制限値を制限部１０３に供給する。   The pressure limit value correction unit 101 reads the discharge air temperature of the compressor 2 detected by the discharge air temperature sensor 5. As shown in FIG. 13, the pressure limit value correction unit 101 obtains a deviation between the discharge air temperature and a predetermined target limit temperature by using a differentiator 111 and supplies the deviation to the PI calculation unit 112. Further, the output limit value correcting unit 101 integrates the deviation obtained by the differentiator 111 by the PI calculating unit 112, and corrects the integrated value for the pressure limit value obtained by the pressure limit value calculating unit 102. The pressure difference correction value is supplied to the differentiator 113. Then, the pressure limit value correction unit 101 corrects the pressure limit value by subtracting the pressure limit correction value from the pressure limit value obtained by the pressure limit value calculation unit 102 by the subtractor 113. The pressure limit value correction unit 101 supplies the corrected pressure limit value to the limit unit 103.

圧力制限値演算部１０２は、コンプレッサ２の吸入空気温度と大気圧センサ７によって検出された大気圧とに基づいて、燃料電池１の空気運転圧力制限の内容を示す圧力制限マップをマップ演算部１１４によって作成し、この圧力制限マップに基づいて、当該燃料電池１の空気運転圧力制限値を演算する。圧力制限値演算部１０２は、求めた圧力制限値を圧力制限値補正部１０１における差分器１１３に供給する。   Based on the intake air temperature of the compressor 2 and the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 7, the pressure limit value calculating unit 102 generates a pressure limit map indicating the content of the air operation pressure limit of the fuel cell 1 on the map calculating unit 114. The air operation pressure limit value of the fuel cell 1 is calculated based on this pressure limit map. The pressure limit value calculation unit 102 supplies the obtained pressure limit value to the difference unit 113 in the pressure limit value correction unit 101.

ここで、圧力制限マップは、上述したように、燃料電池１の空気運転圧力、大気圧、及びコンプレッサ２の入口及び出口における温度差の関係に基づいて設計されている。したがって、圧力制限部９１においては、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度からずれた場合には、ずれた温度偏差をフィードバックして圧力制限値を調整し、コンプレッサ２の吐出空気温度を目標制限温度に近付かせ、その目標制限温度を精度よく維持することができる。   Here, as described above, the pressure restriction map is designed based on the relationship between the air operating pressure of the fuel cell 1, the atmospheric pressure, and the temperature difference between the inlet and the outlet of the compressor 2. Therefore, when the discharge air temperature of the compressor 2 deviates from the target limit temperature, the pressure limiter 91 adjusts the pressure limit value by feeding back the deviated temperature deviation, and sets the discharge air temperature of the compressor 2 to the target limit. The target temperature limit can be maintained with high accuracy by approaching the temperature.

制限部１０３は、燃料電池１の目標取出電力又は目標取出電流と、圧力制限値補正部１０１によって補正された圧力制限値とをセレクトロー回路１１５によって択一的に選択することにより、燃料電池１の空気運転圧力を制限する。すなわち、制限部１０３は、燃料電池１の空気運転圧力を、圧力制限値補正部１０１によって補正された圧力制限値に制限するように空気圧力制御部３１に対して指令を与え、燃料電池１の空気運転圧力を制限する。   The limiting unit 103 selectively selects the target extraction power or target extraction current of the fuel cell 1 and the pressure limit value corrected by the pressure limit value correction unit 101 by the select low circuit 115, whereby the fuel cell 1 Limit air operating pressure. That is, the limiting unit 103 gives a command to the air pressure control unit 31 so as to limit the air operating pressure of the fuel cell 1 to the pressure limiting value corrected by the pressure limiting value correcting unit 101, and Limit air operating pressure.

このように、燃料電池システムによれば、第２実施形態の場合と比べて補正する対象が異なるが、コンプレッサ２の吐出空気温度を目標制限温度に近付けることができる。更に、燃料電池システムによれば、コンプレッサ２の吐出空気温度と目標制限温度との偏差を積分してフィードバックしているので、定常的には偏差をゼロに近付けることができる。   As described above, according to the fuel cell system, the object to be corrected is different from that in the second embodiment, but the discharge air temperature of the compressor 2 can be brought close to the target limit temperature. Furthermore, according to the fuel cell system, since the deviation between the discharge air temperature of the compressor 2 and the target limit temperature is integrated and fed back, the deviation can be steadily brought close to zero.

［第４実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、第４実施形態として示した燃料電池システムによれば、圧力制限部９１により、コンプレッサ２の吐出空気温度と目標制限温度との偏差に応じて、圧力制限値演算部１０２によって演算された圧力制限値を補正し、補正された圧力制限値に基づいて、燃料電池１の空気運転圧力に制限をかけるので、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。 [Effect of Fourth Embodiment]
As described in detail above, according to the fuel cell system shown as the fourth embodiment, the pressure limit value calculation unit is operated by the pressure limiter 91 according to the deviation between the discharge air temperature of the compressor 2 and the target limit temperature. Since the pressure limit value calculated by 102 is corrected and the air operating pressure of the fuel cell 1 is limited based on the corrected pressure limit value, the same effect as in the second embodiment can be obtained.

［第５実施形態］
つぎに、第５実施形態として示す燃料電池システムについて説明する。 [Fifth Embodiment]
Next, a fuel cell system shown as a fifth embodiment will be described.

この第５実施形態として示す燃料電池システムは、第１実施形態と同様に、燃料電池の出力電力又は出力電流を制限するものであるが、異なる構成及び方法によって制限するものである。したがって、この第５実施形態の説明においては、第１実施形態の説明と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。   The fuel cell system shown as the fifth embodiment limits the output power or output current of the fuel cell as in the first embodiment, but limits it by different configurations and methods. Therefore, in the description of the fifth embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the description of the first embodiment, and the detailed description thereof is omitted.

燃料電池システムは、図１４に示すように、燃料電池１の出力を制限する出力制限部６１を備え、当該出力制限部６１は、吸入空気温度センサ４によって検出されたコンプレッサ２の吸入空気温度と、吐出空気温度センサ５によって検出されたコンプレッサ２の吐出空気温度と、大気圧センサ７によって検出された大気圧と、燃料電池１を冷却する為に冷却液を循環させる冷却液流路において燃料電池１出口の冷却液温度を検出する冷却液温度センサ１０によって検出された冷却液温度に応じて、燃料電池１からの取出電力又は取出電流を制限するように、パワーマネージャー８に対して指令を与える。   As shown in FIG. 14, the fuel cell system includes an output limiting unit 61 that limits the output of the fuel cell 1, and the output limiting unit 61 detects the intake air temperature of the compressor 2 detected by the intake air temperature sensor 4. The fuel cell in the coolant flow path for circulating the coolant to cool the fuel cell 1 and the discharge air temperature of the compressor 2 detected by the discharge air temperature sensor 5, the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 7, and A command is given to the power manager 8 so as to limit the extraction power or extraction current from the fuel cell 1 in accordance with the coolant temperature detected by the coolant temperature sensor 10 that detects the coolant temperature at one outlet. .

具体的には、出力制限部６１は、図１４及び図１５に示すように、出力制限値補正部７１と、出力制限値演算部７２と、制限部７３とを有する。   Specifically, as shown in FIGS. 14 and 15, the output restriction unit 61 includes an output restriction value correction unit 71, an output restriction value calculation unit 72, and a restriction unit 73.

出力制限値補正部７１は、吐出空気温度センサ５によって検出されたコンプレッサ２の吐出空気温度を読み取り、図１５に示すように、差分器８１によって吐出空気温度と所定の目標制限温度との偏差を求め、当該偏差をＰＩ演算部８２によって積分して、この積分値を、出力制限値演算部７２によって求められた出力電力制限値又は出力電流制限値を補正するための電力制限補正値又は電流制限補正値として差分器８３に供給する。   The output limit value correction unit 71 reads the discharge air temperature of the compressor 2 detected by the discharge air temperature sensor 5, and, as shown in FIG. 15, the difference between the discharge air temperature and a predetermined target limit temperature is calculated by a subtractor 81. The deviation is integrated by the PI calculation unit 82, and the integrated value is integrated into the power limit correction value or current limit for correcting the output power limit value or the output current limit value calculated by the output limit value calculation unit 72. The correction value is supplied to the differentiator 83.

そして、出力制限値補正部７１は、出力制限値演算部７２によって求められた出力電力制限値又は出力電流制限値から、電力制限補正値又は電流制限補正値を差分器８３によって差し引くことにより、出力電力制限値又は出力電流制限値を補正する。出力制限値補正部７１は、補正した出力電力制限値又は出力電流制限値を制限部７３に供給する。   Then, the output limit value correction unit 71 outputs an output power by subtracting the power limit correction value or the current limit correction value from the output power limit value or the output current limit value obtained by the output limit value calculation unit 72 by the subtractor 83. Correct the power limit value or output current limit value. The output limit value correction unit 71 supplies the corrected output power limit value or output current limit value to the limit unit 73.

出力制限値演算部７２は、コンプレッサ２の吸入空気温度と大気圧センサ７によって検出された大気圧と冷却液温度センサ１０によって検出された冷却液温度とに基づいて、出力制限マップをマップ演算部８４によって作成し、この出力制限マップに基づいて、当該燃料電池１の出力電力制限値又は出力電流制限値を演算する。出力制限値演算部７２は、求めた出力電力制限値又は出力電流制限値を出力制限値補正部７１における差分器８３に供給する。   Based on the intake air temperature of the compressor 2, the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 7, and the coolant temperature detected by the coolant temperature sensor 10, the output limit value calculator 72 maps the output limit map to a map calculator. The output power limit value or the output current limit value of the fuel cell 1 is calculated based on this output limit map. The output limit value calculation unit 72 supplies the obtained output power limit value or output current limit value to the difference unit 83 in the output limit value correction unit 71.

ここで、出力制限マップは、上述したように、燃料電池１からの取出電力又は取出電流とコンプレッサ２の入口及び出口における温度差との関係に基づいて設計されており、且つ、大気圧が低いほど出力電力制限値又は出力電流制限値を低くし、且つ冷却液温度が高いほど出力電流制限値又は出力電流制限値を低くする。したがって、出力制限部６１においては、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度からずれた場合には、ずれた温度偏差をフィードバックして出力電力制限値又は出力電流制限値を調整し、コンプレッサ２の吐出空気温度を目標制限温度に近付かせ、その目標制限温度を精度よく維持することができる。   Here, as described above, the output restriction map is designed on the basis of the relationship between the extracted power or extracted current from the fuel cell 1 and the temperature difference between the inlet and outlet of the compressor 2, and the atmospheric pressure is low. The lower the output power limit value or the output current limit value, the lower the output current limit value or the output current limit value. Therefore, when the discharge air temperature of the compressor 2 deviates from the target limit temperature, the output limiter 61 adjusts the output power limit value or the output current limit value by feeding back the deviated temperature deviation. The discharge air temperature can be brought close to the target limit temperature, and the target limit temperature can be accurately maintained.

制限部７３は、燃料電池１の目標取出電力又は目標取出電流と、出力制限値補正部７１によって補正された出力電力制限値又は出力電流制限値とをセレクトロー回路８５によって択一的に選択することにより、燃料電池１からの取出電力又は取出電流を制限する。すなわち、制限部７３は、燃料電池１からの取出電力又は取出電流を、出力制限値補正部７１によって補正された出力電力制限値又は出力電流制限値に制限するようにパワーマネージャー８に対して指令を与え、燃料電池１からの取出電力又は取出電流を制限する。   The restriction unit 73 alternatively selects the target extraction power or target extraction current of the fuel cell 1 and the output power limit value or output current limit value corrected by the output limit value correction unit 71 by the select low circuit 85. As a result, the extraction power or extraction current from the fuel cell 1 is limited. That is, the limiting unit 73 instructs the power manager 8 to limit the output power or the extraction current from the fuel cell 1 to the output power limit value or the output current limit value corrected by the output limit value correction unit 71. And the extraction power or extraction current from the fuel cell 1 is limited.

ここで、燃料電池１の出口における冷却液温度が上昇すると燃料電池１の膜が乾燥し易くなるため、水収支を成立させるために燃料電池１の空気圧力を上昇させる燃料電池システムにおいては、コンプレッサ２の空気吐出側の空気圧力が上昇して吐出空気温度も上昇する。そこで、燃料電池１出口の冷却液温度に応じて取出電力制限値又は取出電流制限値を演算することによって、吐出空気温度を目標制限温度に近づかせることができる。   Here, when the coolant temperature at the outlet of the fuel cell 1 rises, the membrane of the fuel cell 1 is easily dried. Therefore, in the fuel cell system that raises the air pressure of the fuel cell 1 to establish the water balance, a compressor The air pressure on the air discharge side 2 rises and the discharge air temperature also rises. Therefore, the discharge air temperature can be brought close to the target limit temperature by calculating the extraction power limit value or the extraction current limit value according to the coolant temperature at the outlet of the fuel cell 1.

また、コンプレッサ２の吸入空気温度と燃料電池１出口における冷却液温度と大気圧とに応じて取出電力制限値又は取出電流制限値を演算する構成としては、図１５に示したような単一のマップを使用する場合のみならず、図１６に示すようなものであっても良い。   Further, as a configuration for calculating the extraction power limit value or the extraction current limit value according to the intake air temperature of the compressor 2, the coolant temperature at the outlet of the fuel cell 1, and the atmospheric pressure, a single configuration as shown in FIG. Not only the case of using a map, but also as shown in FIG.

図１６に示す出力制限値演算部７２は、マップ演算部８６に、予め所定の大気圧範囲ごとに出力制限マップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃ，８６ｄを用意しておき、当該出力制限マップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃ，８６ｄの何れかを使用して取出電力制限値又は取出電流制限値を演算し、次いで、線形補間演算部８６ｅによって大気圧に応じた正確な取出電力制限値又は取出電流制限値を補間演算する。   The output limit value calculation unit 72 shown in FIG. 16 prepares output limit maps 86a, 86b, 86c, 86d for each predetermined atmospheric pressure range in advance in the map calculation unit 86, and the output limit maps 86a, 86b, 86c, 86d is used to calculate the extraction power limit value or extraction current limit value, and then the linear interpolation calculation unit 86e performs interpolation calculation of an accurate extraction power limit value or extraction current limit value according to the atmospheric pressure. To do.

出力制限マップ８６ａは１０１．３ｋＰａ以上の大気圧範囲である時に使用され、出力制限マップ８６ｂは９０ｋＰａ〜１０１．３ｋＰａの大気圧範囲である時に使用され、出力制限マップ８６ｃは８０ｋＰａ〜９０ｋＰａの大気圧範囲である時に使用され、出力制限マップ８６ｄは７０ｋＰａ〜８０ｋＰａの大気圧範囲である時に使用される。また、吸入空気温度が高くない所定範囲である時、出力制限マップ８６ａでは取出電流制限値をＡとし、出力制限マップ８６ｂでは取出電流制限値をＢとし、出力制限マップ８６ｃでは取出電流制限値をＣとし、出力制限マップ８６ｄでは取出電流制限値をＤとする。この出力電流制限値のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの関係は、Ｄ＜Ｃ＜Ｂ＜Ａとなり、大気圧が低いほど、取出電流制限値を低くして、出力制限を厳しくする。一方、吸入空気温度が、取出電流制限値を厳しくするほど高い場合には、冷却液温度が高いほど段階的に取出電流制限値を低くして、出力制限を更に厳しくする。   The output restriction map 86a is used when the atmospheric pressure range is 101.3 kPa or more, the output restriction map 86b is used when the atmospheric pressure range is 90 kPa to 101.3 kPa, and the output restriction map 86c is an atmospheric pressure of 80 kPa to 90 kPa. The output limit map 86d is used when the atmospheric pressure range is 70 kPa to 80 kPa. When the intake air temperature is in a predetermined range that is not high, the extraction current limit value is A in the output restriction map 86a, the extraction current limit value is B in the output restriction map 86b, and the extraction current limit value is in the output restriction map 86c. C, and the extraction current limit value is D in the output limit map 86d. The relationship among the output current limit values A, B, C, and D is D <C <B <A, and the lower the atmospheric pressure, the lower the extraction current limit value and the more severe the output limit. On the other hand, if the intake air temperature is high enough to make the extraction current limit value stricter, the extraction current limit value is lowered stepwise as the coolant temperature becomes higher, thereby further restricting the output.

このように、出力制限マップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃ，８６ｄを使用して得た取出電流制限値は、所定の大気圧範囲に応じた大まかな値となるので、当該取出電流制限値を線形補間演算部８６ｅによって細やかな大気圧値に応じた値に補間する。例えば、実際の大気圧が９５ｋＰａである場合に、出力制限マップ８６ｂを使用して大まかな取出電流制限値を求めた後には、９０ｋＰａと９５ｋＰａとの差分である５ｋＰａ分だけ取出電流制限値を低くすることができる。これにより、大気圧のみならず、冷却液温度も考慮して出力制限値を決定する場合であっても、細やかな大気圧ごとに多くの出力制限マップを用意しておく必要なく、メモリ容量を削減できる。   Thus, since the extraction current limit values obtained using the output limit maps 86a, 86b, 86c, 86d are rough values according to a predetermined atmospheric pressure range, the extraction current limit values are linearly interpolated. The portion 86e interpolates to a value corresponding to a fine atmospheric pressure value. For example, when the actual atmospheric pressure is 95 kPa, after obtaining a rough extraction current limit value using the output limit map 86b, the extraction current limit value is lowered by 5 kPa, which is the difference between 90 kPa and 95 kPa. can do. As a result, even when determining the output limit value considering not only the atmospheric pressure but also the coolant temperature, it is not necessary to prepare many output limit maps for each detailed atmospheric pressure, and the memory capacity can be reduced. Can be reduced.

［第５実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、第５実施形態として示した燃料電池システムによれば、コンプレッサ２の吸入空気温度と燃料電池１出口における冷却液温度とに応じて取出電力制限値又は取出電流制限値を演算するので、冷却液温度が上昇することによって、水収支の成立のために空気圧力を上昇させるような時でも、取出電力制限値又は取出電流制限値を冷却液温度によって厳しく設定することによって、吐出空気温度を目標制限温度に近づけることができる。 [Effects of Fifth Embodiment]
As explained in detail above, according to the fuel cell system shown as the fifth embodiment, the extraction power limit value or the extraction current limit value according to the intake air temperature of the compressor 2 and the coolant temperature at the outlet of the fuel cell 1. By setting the extraction power limit value or extraction current limit value strictly according to the coolant temperature, even when the air pressure is increased to establish the water balance by increasing the coolant temperature. The discharge air temperature can be brought close to the target limit temperature.

［第６実施形態］
つぎに、第６実施形態として示す燃料電池システムについて説明する。 [Sixth Embodiment]
Next, a fuel cell system shown as the sixth embodiment will be described.

この第６実施形態として示す燃料電池システムは、第１実施形態と同様に、燃料電池の出力電力又は出力電流を制限するものであるが、異なる構成及び方法によって制限するものである。したがって、この第６実施形態の説明においては、第１実施形態の説明と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。   The fuel cell system shown as the sixth embodiment limits the output power or output current of the fuel cell as in the first embodiment, but limits it by different configurations and methods. Therefore, in the description of the sixth embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the description of the first embodiment, and the detailed description thereof is omitted.

燃料電池システムは、先に図１に示した構成からなる。この燃料電池システムにおいて、出力制限部９における入力温度補正部１１は、図１４に示すように、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度よりも小さい場合に、比例項及び積分項のそれぞれのゲインを切り替え可能とするために、差分器２１によって求められた吐出空気温度と所定の目標制限温度との偏差が入力されるＰ（比例）ゲイン演算部１２１，ゼロゲイン演算部１２２と、Ｉ（積分）ゲイン演算部１２３，ゼロゲイン演算部１２４とを有し、コンプレッサ２の吐出空気温度と目標制限温度との偏差と、この偏差の積分値とに応じて、出力制限値演算部１２による出力電力制限値又は出力電流制限値の演算に用いるコンプレッサ２の吸入空気温度を補正する。   The fuel cell system has the configuration shown in FIG. In this fuel cell system, as shown in FIG. 14, the input temperature correction unit 11 in the output limiting unit 9 has gains for the proportional term and the integral term when the discharge air temperature of the compressor 2 is lower than the target limiting temperature. Can be switched, a P (proportional) gain calculation unit 121, a zero gain calculation unit 122 to which a deviation between the discharge air temperature obtained by the subtractor 21 and a predetermined target limit temperature is input, and I (integration) An output power limit value by the output limit value calculation unit 12 according to the deviation between the discharge air temperature of the compressor 2 and the target limit temperature and the integrated value of this deviation. Alternatively, the intake air temperature of the compressor 2 used for calculating the output current limit value is corrected.

具体的には、入力温度補正部１１は、以下のような方法により、積分項と比例項とを演算する。   Specifically, the input temperature correction unit 11 calculates an integral term and a proportional term by the following method.

まず、入力温度補正部１１は、起動時に、積分項の初期値としてゼロ又は前回停止時における最終演算値を設定しておく。なお、以下では、積分項の初期値として前回停止時における最終演算値を設定しておく場合について説明する。   First, the input temperature correction unit 11 sets zero or the final calculated value at the previous stop as the initial value of the integral term when starting up. In the following, a case will be described in which the final calculated value at the previous stop is set as the initial value of the integral term.

ここで、入力温度補正部１１は、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度よりも所定温度βだけ低い温度未満となっている場合には、スイッチ１２６を駆動して積分ゲインをＩゲイン演算部１２３からゼロゲイン演算部１２４に切り替えることにより、積分演算値を保持する。同様に、入力温度補正部１１は、起動時のコンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度よりも所定温度βだけ低い温度未満となっている場合には、スイッチ１２５を駆動して比例ゲインをＰゲイン演算部１２１からゼロゲイン演算部１２２に切り替える。   Here, when the discharge air temperature of the compressor 2 is lower than the target limit temperature by a predetermined temperature β, the input temperature correction unit 11 drives the switch 126 to change the integral gain to the I gain calculation unit. The integral calculation value is held by switching from 123 to the zero gain calculation unit 124. Similarly, the input temperature correction unit 11 drives the switch 125 to increase the proportional gain P when the discharge air temperature of the compressor 2 at startup is lower than the target limit temperature by a predetermined temperature β. The gain calculation unit 121 is switched to the zero gain calculation unit 122.

このような状態では、差分器２１で演算された偏差をそのまま加算器１２８に供給して、当該偏差を入力温度補正値として加算器２２に供給できる。   In such a state, the deviation calculated by the subtractor 21 can be supplied to the adder 128 as it is, and the deviation can be supplied to the adder 22 as an input temperature correction value.

これにより、出力制限部９においては、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度から離れて低温である状態、すなわち出力制限がかからないような状態ではＩゲイン演算、すなわち積分演算を停止することができ、積分項が負値方向に発散することを防止することができる。   As a result, the output limiting unit 9 can stop the I gain calculation, that is, the integral calculation, in a state where the discharge air temperature of the compressor 2 is at a low temperature away from the target limit temperature, that is, the output is not limited. The integral term can be prevented from diverging in the negative value direction.

また、出力制限部９においては、出力制限がかかっているときには、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度よりも所定温度βだけ低い温度であるときの積分値がＩゲイン演算部１２３に設定されている。すなわち、コンプレッサ２の吐出空気温度と目標制限温度との偏差をゼロに近付けるような最適値に積分値が演算されており、出力制限がかからないような状態ではＩゲイン演算部１２３の積分値を保持することにより、次回に出力制限にかかったときであっても、積分値の演算を最適値から開始することができ、更に、コンプレッサ２の吐出空気温度のオーバーシュートを防止して高精度に目標制限温度を維持することができるようになる。   Further, in the output restriction unit 9, when the output restriction is applied, an integral value when the discharge air temperature of the compressor 2 is a temperature lower than the target restriction temperature by a predetermined temperature β is set in the I gain calculation unit 123. ing. That is, the integral value is calculated to an optimum value that brings the deviation between the discharge air temperature of the compressor 2 and the target limit temperature close to zero, and the integral value of the I gain calculation unit 123 is held in a state where the output is not limited. As a result, even when the output is limited next time, the calculation of the integral value can be started from the optimum value, and further, overshoot of the discharge air temperature of the compressor 2 can be prevented and the target can be obtained with high accuracy. The temperature limit can be maintained.

一方、入力温度補正部１１は、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度よりも所定温度α（＜β）だけ低い温度以上であり、吐出空気温度が目標制限温度よりもかけ離れて低い温度である場合には、スイッチ１２６を駆動して積分ゲインをゼロゲイン演算部１２４からＩゲイン演算部１２３に切り替えると共に、スイッチ１２５を駆動して比例ゲインをゼロゲイン演算部１２２からＰゲイン演算部１２１に切り替える。すなわち、入力温度補正部１１においては、積分項及び比例項とも、演算の復帰と解除との間にヒステリシスを設定する。   On the other hand, the input temperature correction unit 11 is such that the discharge air temperature of the compressor 2 is equal to or higher than a temperature lower than the target limit temperature by a predetermined temperature α (<β), and the discharge air temperature is far lower than the target limit temperature. In this case, the switch 126 is driven to switch the integral gain from the zero gain calculator 124 to the I gain calculator 123, and the switch 125 is driven to switch the proportional gain from the zero gain calculator 122 to the P gain calculator 121. That is, in the input temperature correction unit 11, hysteresis is set between the return and cancellation of the calculation for both the integral term and the proportional term.

また、入力温度補正部１１は、Ｉゲイン演算部１２３で積分演算をさせる際に、その下限値をゼロとするリミッタ１２７を設定する。すなわち、出力制限部９においては、出力制限がかかってないときに、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度と積分演算開始時における所定温度との間に属する状態が長く継続した場合には、偏差が長時間に渡って積算され、偏差の積分値が負値の方向に発散していく可能性がある。そこで、入力温度補正部１１は、リミッタ１２７を設定することにより、積分値が負値の方向に発散することを防止して、出力制限を正常に作動させることを可能としている。   Further, the input temperature correction unit 11 sets a limiter 127 that sets the lower limit value to zero when the I gain calculation unit 123 performs the integral calculation. That is, in the output restriction unit 9, when the output restriction is not applied, if the discharge air temperature of the compressor 2 continues for a long time between the target restriction temperature and the predetermined temperature at the start of the integral calculation, There is a possibility that the deviation is accumulated over a long time, and the integrated value of the deviation diverges in the negative value direction. Therefore, the input temperature correction unit 11 can set the limiter 127 to prevent the integral value from diverging in the negative value direction, thereby enabling the output restriction to operate normally.

このような入力温度補正部１１は、Ｐゲイン演算部１２１，ゼロゲイン演算部１２２の出力とリミッタ１２７の出力とを加算器１２８によって加算し、この加算値を、出力制限値演算部１２による出力電力制限値又は出力電流制限値の演算に用いるコンプレッサ２の吸入空気温度を補正するための入力温度補正値として加算器２２に供給する。そして、入口温度補正部１１は、加算器１２８によって求められた入力温度補正値とコンプレッサ２の吸入空気温度とを加算器２２によって加算することにより、吸入空気温度を補正し、補正した吸入空気温度を出力制限値演算部１２に供給する。   Such an input temperature correction unit 11 adds the outputs of the P gain calculation unit 121 and zero gain calculation unit 122 and the output of the limiter 127 by the adder 128, and outputs the added value to the output power by the output limit value calculation unit 12. This is supplied to the adder 22 as an input temperature correction value for correcting the intake air temperature of the compressor 2 used for the calculation of the limit value or the output current limit value. The inlet temperature correction unit 11 corrects the intake air temperature by adding the input temperature correction value obtained by the adder 128 and the intake air temperature of the compressor 2 by the adder 22, and corrects the corrected intake air temperature. Is supplied to the output limit value calculation unit 12.

図１５に、入力温度補正部１１を有する出力制限部９によるコンプレッサ２の入口における吸入空気温度の温度補正がある場合についての出力電力制限値又は出力電流制限値と空気温度との応答関係を示す。   FIG. 15 shows the response relationship between the output power limit value or the output current limit value and the air temperature when there is a temperature correction of the intake air temperature at the inlet of the compressor 2 by the output limiting unit 9 having the input temperature correcting unit 11. .

この燃料電池システムによれば、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度を超えて最初に出力制限がかかったときには、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度を若干オーバーシュートすることもあるものの、次回の出力制限がかかったとき又は複数回に亘って出力制限がかかったときには、上述した理由により、コンプレッサ２の吐出空気温度のオーバーシュートを防止することが可能となる。なお、この第６実施形態は、圧力制限をかける場合にも同様に適用することができる。   According to this fuel cell system, when the output air temperature of the compressor 2 exceeds the target limit temperature and the output is initially limited, the discharge air temperature of the compressor 2 may slightly overshoot the target limit temperature. When the next output limit is applied or when the output limit is applied a plurality of times, overshooting of the discharge air temperature of the compressor 2 can be prevented for the reason described above. The sixth embodiment can be similarly applied to a case where pressure restriction is applied.

［第６実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、第６実施形態として示した燃料電池システムによれば、コンプレッサ２の吐出空気温度と目標制限温度との偏差と、当該偏差の積分値とに応じて補正量を演算する際に、当該積分値の下限値に所定のリミッタ１２７を設定して、偏差を積分値で補正することにより、定常偏差をなくすことができ、更に高精度に目標制限出力を守ることができるようになる。 [Effect of the sixth embodiment]
As described above in detail, according to the fuel cell system shown as the sixth embodiment, the correction amount is calculated according to the deviation between the discharge air temperature of the compressor 2 and the target limit temperature and the integral value of the deviation. In this case, by setting a predetermined limiter 127 to the lower limit value of the integral value and correcting the deviation with the integral value, the steady-state deviation can be eliminated, and the target limit output can be protected with higher accuracy. It becomes like this.

また、燃料電池システムにおいては、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度からかけ離れて低い状態で、温度偏差のフィードバック補正演算を行った場合には、温度偏差が積分項に蓄積されて出力電力制限値又は出力電流制限値又は圧力制限値が発散し、適切に電力制限又は電流制限又は圧力制限がかからなくなる可能性がある。そこで、この燃料電池システムによれば、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度よりも所定温度だけ低い温度β未満となっている場合にフィードバック補正演算を行い、出力制限又は圧力制限がかからないような状態で温度偏差のフィードバック補正演算を行わないようにすることにより、出力電力制限値又は出力電流制限値又は圧力制限値の発散を防止することができる。   In the fuel cell system, when the temperature deviation feedback correction calculation is performed in a state where the discharge air temperature of the compressor 2 is far away from the target limit temperature, the temperature deviation is accumulated in the integral term and the output power limit is set. The value or output current limit value or pressure limit value may diverge and the power limit or current limit or pressure limit may not be properly applied. Therefore, according to this fuel cell system, when the discharge air temperature of the compressor 2 is less than the temperature β that is lower than the target limit temperature by a predetermined temperature, the feedback correction calculation is performed, and the output limit or the pressure limit is not applied. By not performing the temperature deviation feedback correction calculation in the state, it is possible to prevent the output power limit value, the output current limit value, or the pressure limit value from diverging.

更に、燃料電池システムによれば、所定温度βよりも小さい所定温度αだけ低い温度以上となっている場合に積分演算を解除するので、温度偏差のフィードバック補正演算の復帰と解除との間にヒステリシスを設定することができ、フィードバック補正演算の復帰と解除との間のチャタリングを防止することができる。   Further, according to the fuel cell system, since the integral calculation is canceled when the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature α lower than the predetermined temperature β, the hysteresis between the return and cancellation of the temperature deviation feedback correction calculation is canceled. Can be set, and chattering between the return and cancellation of the feedback correction calculation can be prevented.

更にまた、燃料電池システムにおいては、偏差の積分演算を行っていない場合には積分演算値を保持する。燃料電池システムにおいては、積分値が電力制限又は電流制限又は圧力制限がかかっているときに温度偏差をゼロに近付けるような最適値に演算されているので、次回に電力制限又は電流制限又は圧力制限がかかったときにも、積分値の演算が最適値から開始されるようになる。したがって、燃料電池システムによれば、吐出空気温度のオーバーシュートを防止して、高精度に制限温度を守ることができるようになる。   Furthermore, in the fuel cell system, the integral calculation value is held when the deviation integral calculation is not performed. In the fuel cell system, since the integral value is calculated to an optimum value that brings the temperature deviation close to zero when the power limit, current limit, or pressure limit is applied, the power limit, current limit, or pressure limit is set next time. Even when is applied, the calculation of the integral value starts from the optimum value. Therefore, according to the fuel cell system, it is possible to prevent overshoot of the discharge air temperature and to keep the limit temperature with high accuracy.

［第７実施形態］
つぎに、第７実施形態として示す燃料電池システムについて説明する。 [Seventh Embodiment]
Next, a fuel cell system shown as the seventh embodiment will be described.

この第７実施形態として示す燃料電池システムは、第６実施形態と同様に、燃料電池の出力電力又は出力電流を制限するものであるが、出力制限部における入口温度補正部の演算タイミングが異なるものである。したがって、この第６実施形態の説明においては、第６実施形態の説明と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。   The fuel cell system shown as the seventh embodiment limits the output power or the output current of the fuel cell as in the sixth embodiment, but the calculation timing of the inlet temperature correction unit in the output limiting unit is different. It is. Therefore, in the description of the sixth embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the description of the sixth embodiment, and the detailed description thereof will be omitted.

燃料電池システムは、先に図１に示した構成からなる。この燃料電池システムにおいて、出力制限部９における入力温度補正部１１は、図１６に示すように、基本的には先に図１４に示した入力温度補正部１１と同様に出力制限演算部１２によって演算した出力電力制限値又は出力電流制限値を用いて燃料電池１の取出電力又は取出電流を制限する。ここで、出力制限部９は、出力制限演算部１２の設計が実際とずれて、コンプレッサ２の吐出空気温度の応答が目標制限温度を超えた場合にのみ、入力温度補正部１１の演算を行うようにする。   The fuel cell system has the configuration shown in FIG. In this fuel cell system, as shown in FIG. 16, the input temperature correction unit 11 in the output restriction unit 9 is basically operated by the output restriction calculation unit 12 in the same manner as the input temperature correction unit 11 shown in FIG. The extracted power or the extracted current of the fuel cell 1 is limited using the calculated output power limit value or output current limit value. Here, the output restriction unit 9 performs the calculation of the input temperature correction unit 11 only when the design of the output restriction calculation unit 12 deviates from the actual value and the response of the discharge air temperature of the compressor 2 exceeds the target limit temperature. Like that.

具体的には、入力温度補正部１１は、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度よりも所定温度δだけ高い温度未満になっている場合には、スイッチ１２６を駆動して積分ゲインをＩゲイン演算部１２３からゼロゲイン演算部１２４に切り替えると共に、スイッチ１２５を駆動して比例ゲインをＰゲイン演算部１２１からゼロゲイン演算部１２２に切り替える。   Specifically, the input temperature correction unit 11 drives the switch 126 to set the integral gain to I gain when the discharge air temperature of the compressor 2 is lower than the target limit temperature by a predetermined temperature δ. While switching from the calculation part 123 to the zero gain calculation part 124, the switch 125 is driven and the proportional gain is switched from the P gain calculation part 121 to the zero gain calculation part 122.

一方、入力温度補正部１１は、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度よりも所定温度γ（＜δ）だけ高い温度以上となっている場合には、スイッチ１２６を駆動して積分ゲインをゼロゲイン演算部１２４からＩゲイン演算部１２３に切り替えると共に、スイッチ１２５を駆動して比例ゲインをゼロゲイン演算部１２２からＰゲイン演算部１２１に切り替える。すなわち、入力温度補正部１１においては、積分項及び比例項とも、積分値演算の復帰と解除との間にヒステリシスを設定する。なお、この第７実施形態は、圧力制限をかける場合にも同様に適用することができる。   On the other hand, when the discharge air temperature of the compressor 2 is equal to or higher than the target limit temperature by a predetermined temperature γ (<δ), the input temperature correction unit 11 drives the switch 126 to set the integral gain to zero gain. While switching from the calculation unit 124 to the I gain calculation unit 123, the switch 125 is driven to switch the proportional gain from the zero gain calculation unit 122 to the P gain calculation unit 121. That is, in the input temperature correction unit 11, hysteresis is set between the return and release of the integral value calculation for both the integral term and the proportional term. The seventh embodiment can be similarly applied to a case where pressure restriction is applied.

［第７実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、第７実施形態として示した燃料電池システムによれば、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度よりも所定温度だけ高い温度未満となっている場合に積分値演算を行うので、目標制限温度に応じた電力制限値又は電流制限値又は圧力制限値の設計について実際の使用時と乖離があった場合には、温度偏差のフィードバック補正演算を行うことによって吐出空気温度を制限温度に抑制させることができる。 [Effect of the seventh embodiment]
As described above in detail, according to the fuel cell system shown as the seventh embodiment, the integral value calculation is performed when the discharge air temperature of the compressor 2 is lower than the target limit temperature by a predetermined temperature. Therefore, if the design of the power limit value, current limit value, or pressure limit value according to the target limit temperature is different from the actual use, the discharge air temperature is calculated by performing the feedback correction calculation of the temperature deviation. It can be suppressed to the limit temperature.

［第８実施形態］
つぎに、第８実施形態として示す燃料電池システムについて説明する。 [Eighth Embodiment]
Next, a fuel cell system shown as the eighth embodiment will be described.

この第８実施形態として示す燃料電池システムは、燃料電池１の空気運転圧力及び空気流量に応じて燃料電池１の出力電力又は出力電流を制限するものである。したがって、この第８実施形態の説明においては、上述した実施形態の説明と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。   The fuel cell system shown as the eighth embodiment limits the output power or output current of the fuel cell 1 in accordance with the air operating pressure and the air flow rate of the fuel cell 1. Therefore, in the description of the eighth embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described embodiment, and the detailed description thereof is omitted.

燃料電池システムは、図１７に示すように、燃料電池１の出力を制限する出力制限部１４１を備える。この出力制限部１４１は、上述の出力制限部９と同様に、コンプレッサ２を過温度としないように保護するために設けられ、吸入空気温度センサ４によって検出されたコンプレッサ２の吸入空気温度と、吐出空気温度センサ５によって検出されたコンプレッサ２の吐出空気温度と、大気圧センサ７によって検出された大気圧とに基づいて、燃料電池１からの取出電力又は取出電流を制限するように、パワーマネージャー８に対して指令を与える。   As shown in FIG. 17, the fuel cell system includes an output limiting unit 141 that limits the output of the fuel cell 1. This output limiting unit 141 is provided to protect the compressor 2 from being overheated, similarly to the above-described output limiting unit 9, and the intake air temperature of the compressor 2 detected by the intake air temperature sensor 4, Based on the discharge air temperature of the compressor 2 detected by the discharge air temperature sensor 5 and the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 7, the power manager is configured to limit the extraction power or extraction current from the fuel cell 1. A command is given to 8.

具体的には、出力制限部１４１は、図１８に示すように、先に図１４に示した入力温度補正部１１と同様に構成される入口温度補正部１５１と、先に図１４に示した出力制限値演算部１２におけるマップ演算部２３と同様のマップ演算部１６１を有して構成される出力制限値演算部１５２との他に、制限部１５３と、空気圧力補正部１５４と、空気流量補正部１５５とを有する。   Specifically, as shown in FIG. 18, the output restriction unit 141 includes an inlet temperature correction unit 151 configured in the same manner as the input temperature correction unit 11 shown in FIG. 14, and the output restriction unit 141 shown in FIG. In addition to the output limit value calculation unit 152 configured to include the map calculation unit 161 similar to the map calculation unit 23 in the output limit value calculation unit 12, a limit unit 153, an air pressure correction unit 154, an air flow rate And a correction unit 155.

制限部１５３は、燃料電池１の目標取出電力又は目標取出電流と共に、
出力制限値演算部１５２によって演算された出力電力制限値又は出力電流制限値に対して空気圧力補正部１５４によって求められた補正係数が乗算器１７１によって乗算され、且つ、この乗算器１７１の出力に対して空気流量補正部１５５によって求められた補正係数が乗算器１７２によって乗算されて得られた出力電力制限値又は出力電流制限値とが供給される。そして、制限部１５３は、燃料電池１の目標取出電力又は目標取出電流と、乗算器１７２からの出力電力制限値又は出力電流制限値とのうち、低い方の値をセレクトロー回路１６２によって択一的に選択することにより、燃料電池１からの取出電力又は取出電流を制限する。すなわち、制限部１５３は、燃料電池１からの取出電力又は取出電流を、乗算器１７２から出力された補正された出力電力制限値又は出力電流制限値に制限するようにパワーマネージャー８に対して指令を与え、燃料電池１からの取出電力又は取出電流を制限する。 The limiting unit 153 includes the target extraction power or target extraction current of the fuel cell 1 together with
The output power limit value or output current limit value calculated by the output limit value calculation unit 152 is multiplied by the correction coefficient obtained by the air pressure correction unit 154 by the multiplier 171, and the output of the multiplier 171 is multiplied. On the other hand, the output power limit value or the output current limit value obtained by multiplying the correction coefficient obtained by the air flow rate correction unit 155 by the multiplier 172 is supplied. The limiting unit 153 selects the lower value of the target extraction power or target extraction current of the fuel cell 1 and the output power limit value or output current limit value from the multiplier 172 by the select low circuit 162. Thus, the extraction power or extraction current from the fuel cell 1 is limited. That is, the limiter 153 instructs the power manager 8 to limit the output power or output current from the fuel cell 1 to the corrected output power limit value or output current limit value output from the multiplier 172. And the extraction power or extraction current from the fuel cell 1 is limited.

空気圧力補正部１５４は、燃料電池１の目標空気圧力に応じて、出力制限値演算部１５２から出力される出力電力制限値又は出力電流制限値を補正する。具体的には、空気圧力補正部１５４は、差分器１６３によって燃料電池１の入口における目標空気圧力と基準空気圧力との偏差を求め、この偏差に応じて、出力電力制限値又は出力電流制限値に乗じる補正係数を演算する。ここで、基準空気圧力とは、出力制限値演算部１５２における出力制限マップを作成した際に想定した燃料電池１の目標空気圧力のことである。   The air pressure correction unit 154 corrects the output power limit value or the output current limit value output from the output limit value calculation unit 152 according to the target air pressure of the fuel cell 1. Specifically, the air pressure correction unit 154 obtains a deviation between the target air pressure and the reference air pressure at the inlet of the fuel cell 1 by using the differentiator 163, and an output power limit value or an output current limit value according to this deviation. A correction coefficient to be multiplied by is calculated. Here, the reference air pressure is a target air pressure of the fuel cell 1 assumed when an output restriction map is created in the output restriction value calculation unit 152.

燃料電池１の入口における目標空気圧力は、運転温度等に応じて変化させることもあるため、出力制限部１４１においては、目標空気圧力と基準空気圧力とに乖離が生じた場合に、空気圧力補正部１５４におけるマップ演算部１６４によって作成された補正係数マップに基づいて、出力制限値演算部１５２における出力制限マップに基づいて演算された出力電力制限値又は出力電流制限値を補正することにより、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度を超えないようにする。   Since the target air pressure at the inlet of the fuel cell 1 may be changed according to the operating temperature or the like, the output restriction unit 141 corrects the air pressure when a deviation occurs between the target air pressure and the reference air pressure. By correcting the output power limit value or the output current limit value calculated based on the output limit map in the output limit value calculation unit 152 based on the correction coefficient map created by the map calculation unit 164 in the unit 154, the compressor The discharge air temperature of 2 does not exceed the target limit temperature.

空気流量補正部１５５は、燃料電池１に供給する目標空気流量に応じて、出力制限値演算部１５２によって演算された出力電力制限値又は出力電流制限値に対して空気圧力補正部１５４によって求められた補正係数を乗算する乗算器１７１から出力される補正された出力電力制限値又は出力電流制限値を更に補正し、パワーマネージャー８に対して指令を与える。具体的には、空気流量補正部１５５は、差分器１６５によって燃料電池１に供給する目標空気流量と基準空気流量との偏差を求め、この偏差に応じて、乗算器１７１から出力される補正された出力電力制限値又は出力電流制限値の補正係数を演算する。ここで、基準空気流量とは、出力制限値演算部１５２において出力制限マップを作成した際に想定した燃料電池１に対する供給空気流量のことである。   The air flow rate correction unit 155 is obtained by the air pressure correction unit 154 with respect to the output power limit value or the output current limit value calculated by the output limit value calculation unit 152 according to the target air flow rate supplied to the fuel cell 1. The corrected output power limit value or output current limit value output from the multiplier 171 that multiplies the correction coefficient is further corrected, and a command is given to the power manager 8. Specifically, the air flow rate correction unit 155 obtains a deviation between the target air flow rate supplied to the fuel cell 1 and the reference air flow rate by the difference unit 165, and the correction output from the multiplier 171 is corrected according to this deviation. The correction coefficient for the output power limit value or output current limit value is calculated. Here, the reference air flow rate is the supply air flow rate to the fuel cell 1 assumed when the output limit map is created in the output limit value calculation unit 152.

燃料電池１に対する供給空気流量は、運転温度等に応じて変化させることもあるため、出力制限部１４１においては、目標空気流量と基準空気流量とに乖離が生じた場合に、空気流量補正部１５５におけるマップ演算部１６６によって作成された補正係数マップに基づいて、出力制限値演算部１５２における出力制限マップに基づいて演算された出力電力制限値又は出力電流制限値を補正することにより、コンプレッサ２の吐出空気温度が目標制限温度を超えないようにする。   Since the supply air flow rate to the fuel cell 1 may be changed in accordance with the operating temperature or the like, the output restriction unit 141 causes the air flow rate correction unit 155 when there is a difference between the target air flow rate and the reference air flow rate. By correcting the output power limit value or the output current limit value calculated based on the output limit map in the output limit value calculation unit 152 based on the correction coefficient map created by the map calculation unit 166 in FIG. Ensure that the discharge air temperature does not exceed the target limit temperature.

このように、出力制限部１４１は、燃料電池１の空気運転圧力及び／又は空気流量に応じて補正した出力電力制限値又は出力電流制限値となるように当該燃料電池１からの取出電力又は取出電流を制限する。なお、この第８実施形態における空気流量に応じた補正は、圧力制限をかける場合にも同様に適用することができる。   As described above, the output limiting unit 141 takes out the electric power extracted from or output from the fuel cell 1 so that the output electric power limit value or the output current limit value corrected according to the air operating pressure and / or the air flow rate of the fuel cell 1 is obtained. Limit current. Note that the correction according to the air flow rate in the eighth embodiment can be similarly applied to the case where pressure restriction is applied.

［第８実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、第８実施形態として示した燃料電池システムによれば、演算された電力制限値又は電流制限値、又は、補正された電力制限値又は電流制限値を、燃料電池１の空気運転圧力に応じて補正するので、通常であれば、燃料電池１の空気運転圧力を取出電力又は取出電流以外のパラメータに応じて変化させるようなシステム、すなわち、燃料電池１の空気運転圧力と取出電力又は取出電流の関係が一意的に定まらないシステムにおいては、コンプレッサ２の吐出側の空気圧力が変化して吐出空気温度も変動してしまうのに対して、制限温度を守ることができる。 [Effect of Eighth Embodiment]
As described above in detail, according to the fuel cell system shown as the eighth embodiment, the calculated power limit value or current limit value, or the corrected power limit value or current limit value is used as the fuel cell 1. Therefore, normally, a system in which the air operating pressure of the fuel cell 1 is changed according to parameters other than the extraction power or the extraction current, that is, the air operating pressure of the fuel cell 1 is corrected. In a system in which the relationship between the output power and the output current is not uniquely determined, the air pressure on the discharge side of the compressor 2 changes and the discharge air temperature also fluctuates, while the temperature limit can be maintained. .

また、燃料電池システムによれば、演算された電力制限値又は電流制限値又は圧力制限値、又は補正された電力制限値又は電流制限値又は圧力制限値を、燃料電池１の空気流量に応じて補正するので、通常であれば、燃料電池１の供給空気流量を取出電力又は取出電流又は空気運転圧力以外のパラメータに応じて変化させるようなシステム、すなわち、空気流量と取出電力又は取出電流又は空気運転圧力との関係が一意的に定まらないようなシステムにおいては、コンプレッサ２の吐出部から燃料電池１までの空気系部品の圧損が変化し、コンプレッサ２の吐出側の空気圧力が変化して吐出空気温度も変動するのに対して、制限温度を守ることができる。   Further, according to the fuel cell system, the calculated power limit value or current limit value or pressure limit value, or the corrected power limit value or current limit value or pressure limit value is determined according to the air flow rate of the fuel cell 1. Since the correction is normally performed, a system in which the supply air flow rate of the fuel cell 1 is changed in accordance with parameters other than the extraction power or extraction current or the air operating pressure, that is, the air flow rate and the extraction power or extraction current or air. In a system in which the relationship with the operating pressure is not uniquely determined, the pressure loss of the air system components from the discharge part of the compressor 2 to the fuel cell 1 changes, and the air pressure on the discharge side of the compressor 2 changes and discharges. While the air temperature also fluctuates, the limit temperature can be maintained.

なお、上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。   The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and even if it is a form other than this embodiment, as long as it does not depart from the technical idea of the present invention, it depends on the design and the like. Of course, various modifications are possible.

本発明の第１実施形態として示す燃料システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the fuel system shown as 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態として示す燃料システムにおける出力制限部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the output control part in the fuel system shown as 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態として示す燃料システムにおける出力制限マップの作成方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the production method of the output restriction map in the fuel system shown as 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態として示す燃料システムにおける出力制限部によるコンプレッサの空気入口における吸入空気温度の温度補正がない場合についての出力電力制限値又は出力電流制限値と空気温度との応答関係を示す図であって、（ａ）は、空気温度の時間変化を示す図であり、（ｂ）は、取出電流の時間変化を示す図である。The response relationship between the output power limit value or the output current limit value and the air temperature when there is no temperature correction of the intake air temperature at the compressor air inlet by the output limiter in the fuel system shown as the first embodiment of the present invention is shown. It is a figure, (a) is a figure which shows the time change of air temperature, (b) is a figure which shows the time change of extraction current. 本発明の第１実施形態として示す燃料システムにおける出力制限部によるコンプレッサの空気入口における吸入空気温度の温度補正がある場合についての出力電力制限値又は出力電流制限値と空気温度との応答関係を示す図であり、（ａ）は、空気温度の時間変化を示す図であり、（ｂ）は、取出電流の時間変化を示す図である。The response relationship between the output power limit value or the output current limit value and the air temperature when there is a temperature correction of the intake air temperature at the compressor air inlet by the output limiter in the fuel system shown as the first embodiment of the present invention is shown. It is a figure, (a) is a figure which shows the time change of air temperature, (b) is a figure which shows the time change of extraction electric current. 空気温度と出力制限温度との関係を示す図であり、（ａ）は、本発明の第１実施形態として示す燃料システムにおける空気温度と出力制限温度との関係を示す図であり、（ｂ）は、従来の燃料システムにおける空気温度と出力制限温度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between air temperature and output limiting temperature, (a) is a figure which shows the relationship between the air temperature and output limiting temperature in the fuel system shown as 1st Embodiment of this invention, (b) These are the figures which show the relationship between the air temperature and output limiting temperature in the conventional fuel system. 本発明の第２実施形態として示す燃料システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the fuel system shown as 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態として示す燃料システムにおける圧力制限部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the pressure limiting part in the fuel system shown as 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態として示す燃料システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the fuel system shown as 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態として示す燃料システムにおける出力制限部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the output control part in the fuel system shown as 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態として示す燃料システムにおける出力制限部によるコンプレッサの空気入口における吸入空気温度の温度補正がある場合についての出力電力制限値又は出力電流制限値と空気温度との応答関係を示す図であり、（ａ）は、空気温度の時間変化を示す図であり、（ｂ）は、取出電流の時間変化を示す図である。The response relationship between the output power limit value or the output current limit value and the air temperature when there is a temperature correction of the intake air temperature at the air inlet of the compressor by the output limiter in the fuel system shown as the third embodiment of the present invention is shown. It is a figure, (a) is a figure which shows the time change of air temperature, (b) is a figure which shows the time change of extraction electric current. 本発明の第４実施形態として示す燃料システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the fuel system shown as 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態として示す燃料システムにおける圧力制限部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the pressure limiting part in the fuel system shown as 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態として示す燃料システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the fuel system shown as 5th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態として示す燃料システムにおける出力制限部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the output control part in the fuel system shown as 5th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態として示す燃料システムにおける出力制限値演算部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the output limitation value calculating part in the fuel system shown as 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６実施形態として示す燃料システムにおける出力制限部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the output control part in the fuel system shown as 6th Embodiment of this invention. 本発明の第６実施形態として示す燃料システムにおける出力制限部によるコンプレッサの空気入口における吸入空気温度の温度補正がある場合についての出力電力制限値又は出力電流制限値と空気温度との応答関係を示す図であり、（ａ）は、空気温度の時間変化を示す図であり、（ｂ）は、取出電流の時間変化を示す図である。The response relationship between the output power limit value or the output current limit value and the air temperature when there is a temperature correction of the intake air temperature at the air inlet of the compressor by the output limiter in the fuel system shown as the sixth embodiment of the present invention is shown. It is a figure, (a) is a figure which shows the time change of air temperature, (b) is a figure which shows the time change of extraction electric current. 本発明の第７実施形態として示す燃料システムにおける出力制限部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the output control part in the fuel system shown as 7th Embodiment of this invention. 本発明の第８実施形態として示す燃料システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the fuel system shown as 8th Embodiment of this invention. 本発明の第８実施形態として示す燃料システムにおける出力制限部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the output control part in the fuel system shown as 8th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 燃料電池
２ コンプレッサ
３ 調圧弁
４ 吸入空気温度センサ４
５ 吐出空気温度センサ５
６ 圧力センサ
７ 大気圧センサ
８ パワーマネージャー
９，６１，１４１ 出力制限部
１０ 冷却液温度センサ
１１，４１，１５１ 入口温度補正部
１２，７２，８６，１５２ 出力制限値演算部
１３，４３，７３，１０３，１５３ 制限部
２１，５１，８１，８３，１１１，１１３，１６３，１６５ 差分器
２２，５２，１２８ 加算器
２３，５３，８４，１１４，１６１，１６４，１６６ マップ演算部
２４，５４，８５，１１５，１６２ セレクトロー回路
３１ 空気圧力制御部
３２，９１ 圧力制限部
４２，１０２ 圧力制限値演算部
７１ 出力制限値補正部
８２，１１２ ＰＩ演算部
１０１ 圧力制限値補正部
１２１ Ｐゲイン演算部
１２２ ゼロゲイン演算部
１２３ Ｉゲイン演算部
１２４ ゼロゲイン演算部
１２５，１２６ スイッチ
１２７ リミッタ
１５４ 空気圧力補正部
１５５ 空気流量補正部
１７１，１７２ 乗算器
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 流路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell 2 Compressor 3 Pressure regulating valve 4 Intake air temperature sensor 4
5 Discharge air temperature sensor 5
6 Pressure sensor 7 Atmospheric pressure sensor 8 Power manager 9, 61, 141 Output limiter 10 Coolant temperature sensor 11, 41, 151 Inlet temperature correction unit 12, 72, 86, 152 Output limit value calculator 13, 43, 73, 103, 153 Limiting unit 21, 51, 81, 83, 111, 113, 163, 165 Difference unit 22, 52, 128 Adder 23, 53, 84, 114, 161, 164, 166 Map operation unit 24, 54, 85 , 115, 162 Select low circuit 31 Air pressure control unit 32, 91 Pressure limit unit 42, 102 Pressure limit value calculation unit 71 Output limit value correction unit 82, 112 PI calculation unit 101 Pressure limit value correction unit 121 P gain calculation unit 122 Zero gain calculation unit 123 I gain calculation unit 124 Zero gain calculation unit 125, 126 Switch 127 Limiter 154 Air pressure correction unit 155 Air flow rate correction unit 171, 172 Multiplier L 1, L 2, L 3 Flow path

Claims (22)

燃料ガスと空気とを用いて発電する燃料電池と、
前記燃料電池に前記空気を供給するコンプレッサと、
前記コンプレッサの空気入口における吸入空気温度を検出する吸入空気温度検出手段と、
前記コンプレッサの空気出口における吐出空気温度を検出する吐出空気温度検出手段と、
前記吐出空気温度を抑制する場合に前記燃料電池からの取出電力又は取出電流に制限をかける出力制限手段とを備え、
前記出力制限手段は、前記吸入空気温度検出手段によって検出された前記コンプレッサの空気入口における吸入空気温度と、前記吐出空気温度検出手段によって検出された前記コンプレッサの空気出口における吐出空気温度と目標制限温度との偏差とに応じて、前記燃料電池からの取出電力又は取出電流を制限する電力制限値又は電流制限値を決定することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell that generates electricity using fuel gas and air;
A compressor for supplying the air to the fuel cell;
Intake air temperature detection means for detecting the intake air temperature at the air inlet of the compressor;
A discharge air temperature detecting means for detecting a discharge air temperature at an air outlet of the compressor;
An output limiting means for limiting the electric power or electric current extracted from the fuel cell when suppressing the discharge air temperature;
The output restriction means includes an intake air temperature at the compressor air inlet detected by the intake air temperature detection means, a discharge air temperature at the compressor air outlet detected by the discharge air temperature detection means, and a target restriction temperature. A power limit value or a current limit value for limiting the extracted power or the extracted current from the fuel cell is determined in accordance with the deviation from the fuel cell system. 前記出力制限手段は、
前記コンプレッサの空気出口における吐出空気温度と目標制限温度との偏差に応じて、前記出力制限値演算手段による演算に用いる前記コンプレッサの空気入口における吸入空気温度を補正する入力温度補正手段と、
前記入力温度補正手段で補正された前記コンプレッサの空気入口における吸入空気温度に応じて取出電力制限値又は取出電流制限値を演算する出力制限値演算手段と、
前記出力制限値演算手段によって演算された取出電力制限値又は取出電流制限値に基づいて、前記燃料電池からの取出電力又は取出電流に制限をかける制限手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。 The output limiting means is
Input temperature correction means for correcting the intake air temperature at the air inlet of the compressor used for the calculation by the output limit value calculation means according to the deviation between the discharge air temperature and the target limit temperature at the air outlet of the compressor;
Output limit value calculating means for calculating an extraction power limit value or an extraction current limit value according to the intake air temperature at the air inlet of the compressor corrected by the input temperature correction means;
2. A limiting unit that limits the extraction power or extraction current from the fuel cell based on the extraction power limitation value or extraction current limitation value calculated by the output limitation value calculation unit. The fuel cell system described in 1. 前記出力制限手段は、
前記コンプレッサの空気入口における吸入空気温度に応じて取出電力制限値又は取出電流制限値を演算する出力制限値演算手段と、
前記コンプレッサの空気出口における吐出空気温度と目標制限温度との偏差に応じて、前記出力制限値演算手段によって演算された取出電力制限値又は取出電流制限値を補正する出力制限値補正手段と、
前記出力制限値補正手段によって補正された取出電力制限値又は取出電流制限値に基づいて、前記燃料電池からの取出電力又は取出電流に制限をかける制限手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。 The output limiting means is
Output limit value calculating means for calculating an extraction power limit value or an extraction current limit value according to the intake air temperature at the air inlet of the compressor;
Output limit value correcting means for correcting the extracted power limit value or the extracted current limit value calculated by the output limit value calculating means according to the deviation between the discharge air temperature and the target limit temperature at the air outlet of the compressor;
2. A limiting unit that limits the extraction power or extraction current from the fuel cell based on the extraction power limitation value or extraction current limitation value corrected by the output limitation value correction unit. The fuel cell system described in 1. 前記出力制限手段は、前記コンプレッサの空気出口における吐出空気温度と目標制限温度との偏差と、当該偏差の積分値とに応じて補正量を演算する際に、当該積分値の下限値に所定のリミッタを設定することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の燃料電池システム。   The output limiting means, when calculating a correction amount according to the deviation between the discharge air temperature at the air outlet of the compressor and the target limit temperature and the integral value of the deviation, sets a predetermined lower limit value of the integral value. 4. The fuel cell system according to claim 2, wherein a limiter is set. 前記出力制限手段は、前記コンプレッサの空気出口における吐出空気温度が目標制限温度よりも所定温度だけ低い温度未満となっている場合に、前記燃料電池からの取出電力又は取出電流の制限を開始することを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか一項に記載の燃料電池システム。   The output limiting means starts limiting the extraction power or extraction current from the fuel cell when the discharge air temperature at the air outlet of the compressor is lower than a target temperature by a predetermined temperature. The fuel cell system according to any one of claims 2 to 4, wherein: 前記出力制限手段は、前記コンプレッサの空気出口における吐出空気温度が目標制限温度よりも所定温度だけ高い温度以上となっている場合に、前記燃料電池からの取出電力又は取出電流の制限を開始することを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか一項に記載の燃料電池システム。   The output limiting means starts limiting the extraction power or extraction current from the fuel cell when the discharge air temperature at the air outlet of the compressor is equal to or higher than a target limit temperature by a predetermined temperature. The fuel cell system according to any one of claims 2 to 4, wherein: 前記出力制限手段は、前記所定温度よりも小さい所定温度だけ低い温度以上となっている場合に、前記燃料電池からの取出電力又は取出電流の制限を解除することを特徴とする請求項６記載の燃料電池システム。   The output restriction means cancels the restriction on the extraction power or extraction current from the fuel cell when the temperature is higher than a predetermined temperature lower than the predetermined temperature. Fuel cell system. 前記出力制限手段は、前記燃料電池からの取出電力又は取出電流の制限をしていない場合には、前記偏差の積分値を保持することを特徴とする請求項４に記載の燃料電池システム。   5. The fuel cell system according to claim 4, wherein the output limiting unit holds the integrated value of the deviation when the extraction power or extraction current from the fuel cell is not limited. 6. 大気圧を検出する大気圧検出手段を備え、
前記出力制限手段は、前記コンプレッサの空気入口における吸入空気温度と前記大気圧検出手段によって検出された大気圧とに応じて、取出電力制限値又は取出電流制限値を演算することを特徴とする請求項２乃至請求項８の何れか一項に記載の燃料電池システム。 Equipped with atmospheric pressure detection means for detecting atmospheric pressure,
The output limiting unit calculates an extraction power limit value or an extraction current limit value according to an intake air temperature at an air inlet of the compressor and an atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure detection unit. The fuel cell system according to any one of claims 2 to 8. 前記燃料電池の冷却液温度を検出する冷却液温度検出手段を備え、
前記出力制限手段は、前記コンプレッサの空気入口における吸入空気温度と前記冷却液温度検出手段によって検出された冷却液温度とに応じて、取出電力制限値又は取出電流制限値を演算することを特徴とする請求項２乃至請求項９の何れか一項に記載の燃料電池システム。 Comprising a coolant temperature detecting means for detecting a coolant temperature of the fuel cell;
The output limiting means calculates an extraction power limit value or an extraction current limit value according to an intake air temperature at an air inlet of the compressor and a coolant temperature detected by the coolant temperature detection means. The fuel cell system according to any one of claims 2 to 9. 前記出力制限手段は、前記取出電力又は取出電流を制限するための値を前記燃料電池の空気運転圧力に応じて補正する空気圧力補正手段を有することを特徴とする請求項２乃至請求項１０の何れか一項に記載の燃料電池システム。   11. The output limiting means includes air pressure correcting means for correcting a value for limiting the extraction power or extraction current according to an air operating pressure of the fuel cell. The fuel cell system according to any one of the above. 前記出力制限手段は、前記取出電力又は取出電流を制限するための値を、前記燃料電池への空気流量に応じて補正する空気流量補正手段を有することを特徴とする請求項２乃至請求項１１の何れか一項に記載の燃料電池システム。   12. The output restriction unit includes an air flow rate correction unit that corrects a value for limiting the extraction power or extraction current according to an air flow rate to the fuel cell. The fuel cell system according to any one of the above. 燃料ガスと空気とを用いて発電する燃料電池と、
前記燃料電池に前記空気を供給するコンプレッサと、
前記コンプレッサの空気入口における吸入空気温度を検出する吸入空気温度検出手段と、
前記コンプレッサの空気出口における吐出空気温度を検出する吐出空気温度検出手段と、
前記吐出空気温度を抑制する場合に前記燃料電池の空気運転圧力に制限をかける圧力制限手段とを備え、
前記圧力制限手段は、前記吸入空気温度検出手段によって検出された前記コンプレッサの空気入口における吸入空気温度と、前記吐出空気温度検出手段によって検出された前記コンプレッサの空気出口における吐出空気温度と目標制限温度との偏差とに応じて、前記燃料電池の空気運転圧力を制限する圧力制限値を決定することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell that generates electricity using fuel gas and air;
A compressor for supplying the air to the fuel cell;
Intake air temperature detection means for detecting the intake air temperature at the air inlet of the compressor;
A discharge air temperature detecting means for detecting a discharge air temperature at an air outlet of the compressor;
Pressure limiting means for limiting the air operating pressure of the fuel cell when suppressing the discharge air temperature,
The pressure limiting means includes an intake air temperature at the compressor air inlet detected by the intake air temperature detection means, a discharge air temperature at the compressor air outlet detected by the discharge air temperature detection means, and a target limit temperature. A pressure limit value for limiting the air operating pressure of the fuel cell is determined according to the deviation from the fuel cell system. 前記圧力制限手段は、
前記コンプレッサの空気出口における吐出空気温度と目標制限温度との偏差に応じて、前記圧力制限値演算手段による演算に用いる前記コンプレッサの空気入口における吸入空気温度を補正する入力温度補正手段と、
前記入力温度補正手段で補正された前記コンプレッサの空気入口における吸入空気温度に応じて圧力制限値を演算する圧力制限値演算手段と、
前記圧力制限値演算手段によって演算された圧力制限値に基づいて、前記燃料電池の空気運転圧力に制限をかける制限手段と
を有することを特徴とする請求項１３に記載の燃料電池システム。 The pressure limiting means is
Input temperature correction means for correcting the intake air temperature at the air inlet of the compressor used for calculation by the pressure limit value calculation means according to the deviation between the discharge air temperature at the air outlet of the compressor and the target limit temperature;
Pressure limit value calculating means for calculating a pressure limit value according to the intake air temperature at the air inlet of the compressor corrected by the input temperature correcting means;
14. The fuel cell system according to claim 13, further comprising a limiting unit that limits the air operating pressure of the fuel cell based on the pressure limit value calculated by the pressure limit value calculating unit. 前記圧力制限手段は、
前記コンプレッサの空気入口における吸入空気温度に応じて圧力制限値を演算する圧力制限値演算手段と、
前記コンプレッサの空気出口における吐出空気温度と目標制限温度との偏差に応じて、前記圧力制限値演算手段によって演算された圧力制限値を補正する圧力制限値補正手段と、
前記圧力制限値補正手段によって補正された圧力制限値に基づいて、前記燃料電池の空気運転圧力に制限をかける制限手段と
を有することを特徴とする請求項１３記載の燃料電池システム。 The pressure limiting means is
Pressure limit value calculating means for calculating a pressure limit value according to the intake air temperature at the air inlet of the compressor;
Pressure limit value correcting means for correcting the pressure limit value calculated by the pressure limit value calculating means according to the deviation between the discharge air temperature at the air outlet of the compressor and the target limit temperature;
The fuel cell system according to claim 13, further comprising: a limiting unit that limits the air operating pressure of the fuel cell based on the pressure limit value corrected by the pressure limit value correcting unit. 前記圧力制限手段は、前記コンプレッサの空気出口における吐出空気温度と目標制限温度との偏差と、当該偏差の積分値とに応じて補正量を演算する際に、当該積分値の下限値に所定のリミッタを設定することを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の燃料電池システム。   The pressure limiting means, when calculating the correction amount according to the deviation between the discharge air temperature at the air outlet of the compressor and the target limit temperature and the integrated value of the deviation, sets a predetermined lower limit value of the integrated value. The fuel cell system according to claim 14 or 15, wherein a limiter is set. 前記圧力制限手段は、前記コンプレッサの空気出口における吐出空気温度が目標制限温度よりも所定温度だけ低い温度未満となっている場合に、前記燃料電池の空気運転圧力の制限を開始することを特徴とする請求項１４乃至請求項１６の何れか一項に記載の燃料電池システム。   The pressure limiting means starts limiting the air operating pressure of the fuel cell when a discharge air temperature at an air outlet of the compressor is lower than a target temperature by a predetermined temperature. The fuel cell system according to any one of claims 14 to 16. 前記圧力制限手段は、前記コンプレッサの空気出口における吐出空気温度が目標制限温度よりも所定温度だけ高い温度以上となっている場合に、前記燃料電池からの空気運転圧力の制限を開始することを特徴とする請求項１４乃至請求項１６の何れか一項に記載の燃料電池システム。   The pressure limiting means starts limiting the air operation pressure from the fuel cell when the discharge air temperature at the air outlet of the compressor is equal to or higher than a target limit temperature by a predetermined temperature. The fuel cell system according to any one of claims 14 to 16. 前記圧力制限手段は、前記所定温度よりも小さい所定温度だけ高い温度以上となっている場合に、前記燃料電池からの空気運転圧力の制限を解除することを特徴とする請求項１８記載の燃料電池システム。   19. The fuel cell according to claim 18, wherein the pressure limiting means releases the limitation of the air operating pressure from the fuel cell when the temperature is higher than a predetermined temperature that is lower than the predetermined temperature. system. 前記圧力制限手段は、前記燃料電池からの空気運転圧力の制限をしていない場合には、前記偏差の積分値を保持することを特徴とする請求項１６に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 16, wherein the pressure limiting means holds the integrated value of the deviation when the air operating pressure from the fuel cell is not limited. 大気圧を検出する大気圧検出手段を備え、
前記圧力制限手段は、前記コンプレッサの空気入口における吸入空気温度と前記大気圧検出手段によって検出された大気圧とに応じて、圧力制限値を演算することを特徴とする請求項１４乃至請求項２０の何れか一項に記載の燃料電池システム。 Equipped with atmospheric pressure detection means for detecting atmospheric pressure,
21. The pressure limiting means calculates a pressure limiting value according to an intake air temperature at an air inlet of the compressor and an atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure detecting means. The fuel cell system according to any one of the above. 前記圧力制限手段は、前記空気運転圧力を制限するための値を、前記燃料電池の空気流量に応じて補正する空気流量補正手段を有することを特徴とする請求項１４乃至請求項２１の何れか一項に記載の燃料電池システム。   The said pressure limiting means has an air flow rate correction | amendment means which correct | amends the value for restrict | limiting the said air operation pressure according to the air flow rate of the said fuel cell, The any one of Claim 14 thru | or 21 characterized by the above-mentioned. The fuel cell system according to one item.
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