JP2007258117A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】運転状態検出手段101は、少なくとも燃料電池の負荷情報を含む燃料電池の運転状態を検出する。電圧パラメータ検出手段102は、燃料電池の電圧に関する情報である電圧パラメータを検出する。電圧パラメータ閾値演算手段103は、運転状態検出手段101が検出した負荷情報値に基づいてアイドルストップ許可判断のための電圧パラメータの閾値を演算する。アイドルストップ許可手段104は、電圧パラメータ検出手段102の検出した電圧パラメータが、電圧パラメータ閾値演算手段103が演算した電圧パラメータ閾値に対して、アイドルストップ許可の条件を満足している際にアイドルストップを許可する。アイドルストップ制御手段105は、アイドルストップ許可手段104の出力に基づいてアイドルストップの制御を行う。
【選択図】 図1
Description
カソード(酸素極):2H++2e-+(1/2)O2 → H2O …(2)
アノードへの水素供給は、水素タンク2から水素タンク元弁3、減圧弁4、水素供給弁5を通じてなされる。水素タンク2から供給される高圧水素は、減圧弁4で機械的に所定の圧力まで減圧され、水素供給弁5で燃料電池の運転圧力まで水素圧力が減圧制御される。ポンプ等を使用した水素循環装置7は、アノードで消費されなかった水素を水素循環路19を介してアノード入口へ再循環させるために設置する。アノードの水素圧は、コントローラ30が圧力センサ6aで検出した水素圧力をフィードバックして水素供給弁5を駆動することによって制御される。水素圧を所望の目標圧力に制御することによって、燃料電池が消費した分だけの水素が自動的に補われる。
ここでVcell_aveは平均セル電圧、Ncellは全セル数である。
max(|電圧パラメータ(i)−電圧パラメータ平均値|) …(2)
を用いてもよいし、平均値から最大偏差を持つパラメータの偏差の平均値に対する割合、
max(|電圧パラメータ(i)−電圧パラメータ平均値|)/電圧パラメータ平均値 …(3)
でも同様のことが実現できる。
2:水素タンク
3:水素タンク元弁
4:減圧弁
5:水素供給弁
6a、6b:圧力センサ
7:水素循環装置
8:パージ弁
9:排水素処理装置
10:コンプレッサ
11:加湿装置
12:空気調圧弁
13:冷却水ポンプ
14、15:温度センサ
16:三方弁
17:ラジエタ
18:ラジエタファン
19:水素循環路
20:キースイッチ
21:パワーマネージャ
22:蓄電装置
23:負荷装置
24:電圧センサ
Claims (16)
- 燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、
少なくとも燃料電池の負荷情報を含む燃料電池の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
燃料電池の電圧に関する情報である電圧パラメータを検出する電圧パラメータ検出手段と、
前記運転状態検出手段が検出した負荷情報値に基づいてアイドルストップ許可判断のための電圧パラメータの閾値を演算する電圧パラメータ閾値演算手段と、
該電圧パラメータ閾値演算手段の出力と、前記電圧パラメータ検出手段の出力とに基づいてアイドルストップの許可判断を行うアイドルストップ許可手段と、
該アイドルストップ許可手段の出力に基づいてアイドルストップの制御を行うアイドルストップ制御手段と、を備えた燃料電池システムであって、
前記アイドルストップ許可手段は、電圧パラメータの検出値が、前記電圧パラメータ閾値に対してアイドルストップ許可の条件を満足している際にアイドルストップを許可することを特徴とする燃料電池システム。 - 前記電圧パラメータ閾値演算手段は、燃料電池の電流電圧特性と、前記運転状態に基づいて、アイドルストップ許可電圧パラメータ下限値を演算する手段であり、
前記アイドルストップ許可手段は、電圧パラメータ検出手段の出力がアイドルストップ許可電圧パラメータ下限値よりも大きい場合にアイドルストップを許可する手段であ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。 - 前記電圧パラメータ閾値演算手段は、前記運転状態に基づいて、アイドルストップ許可のための電圧パラメータばらつき上限値を演算する手段であり、
前記アイドルストップ許可手段は、電圧パラメータ検出手段の出力のばらつきがアイドルストップ許可電圧パラメータばらつき上限値よりも小さい場合にアイドルストップを許可する手段であ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。 - 前記運転状態検出手段は、前記負荷情報に加えて、燃料電池温度、燃料ガス圧力、酸化剤ガス圧力、燃料ガスの過剰率、酸化剤ガスの過剰率の少なくとも1つを検出する手段であり、
前記電圧パラメータ閾値演算手段は、前記運転状態検出手段のこれら検出値に基づいて電圧パラメータの閾値を演算する手段であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 燃料電池の電流電圧特性を学習する電流電圧特性学習手段を備え、
前記電圧パラメータ閾値演算手段は、前記電流電圧特性学習手段の出力と、前記運転状態検出手段の検出値に基づいて電圧パラメータの閾値を演算する手段であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料電池システム。 - 前記負荷情報は、燃料電池の目標電流であることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記負荷情報は、燃料電池の目標電力であることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記負荷情報は、燃料電池の実電流であることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記負荷情報は、燃料電池の実電力であることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記電圧パラメータは、燃料電池の各セル毎に検出したセル電圧であることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記電圧パラメータは、複数直列接続されたセルからなるセル群毎に検出したセル群電圧であることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記電圧パラメータは、燃料電池を構成する複数のスタックのスタック毎の電圧であることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記電圧パラメータは、燃料電池スタックの総電圧であることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記電圧パラメータばらつきは、複数の電圧パラメータの分散値であることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記電圧パラメータばらつきは、複数の電圧パラメータの、平均値からの最大偏差であることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記の電圧パラメータばらつきは、複数の電圧パラメータで平均値から最大偏差を持つパラメータの偏差の、平均値に対する割合であることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の燃料電池システム。
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