JP2009016173A - 燃料電池システム、燃料電池システムの制御方法、燃料電池システム制御プログラム、該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の燃料電池システムは、燃料電池の発熱量を算出する発熱量算出部103と、出口温度を所望の温度とするために必要な入口温度を、発熱量算出部103が算出した発熱量から算出する入口温度算出部107と、入口温度算出部107が算出した入口温度を記憶する記憶部108と、記憶部108に記憶された以前の入口温度に対する、入口温度算出部107が算出した今回の入口温度の変動量に基づいて、変動する温度調整用流体の変動温度を算出する変動温度算出部109と、入口温度算出部107が算出した入口温度と、変動温度算出部109が算出した変動温度とに基づいて、温度調整用流体の温度を決定する温度決定部100と、温度決定部100が決定した温度に基づいて、温度調整用流体の温度を調整する温度調整部101とを備える。
【選択図】図1
Description
燃料電池の面積 :A[cm2]
電圧 :E[V]
電流密度 :i[A/cm2]
理論起電力 :E0[V]
ファラデー定数 :F=96485[C/mol]
反応に寄与する電子数 :n=2
ギブスの自由エネルギーの変化量:ΔG0≒286[kJ/mol]
とすると、理論起電力は、E0=ΔG0/nFとなる。
水の熱容量 :C[kJ/(g・K)]
水の流量 :L[l/min]
水の比重 :g[g/l]
燃料電池の流入口と流出口との温度差:ΔT[℃]
とする。上記S301で算出した発熱量Qがすべて温度調整液に放出されたとすると、
Q×60=ΔT×C×g×Lとなる。よって、
ΔT=Q×60/(C×g×L)となる。実際には補正係数αを用いて、
ΔT=α×Q×60/(C×g×L)である。
11 出口温度センサ
12 入口温度センサ
13 温度センサ
15 ポンプ
16 加熱ユニット
17 流量調整バルブ
18 流量調整バルブ
19 ラジエター
20 燃料電池スタック
100 温度決定部(温度決定手段)
101 温度調整部(温度調整手段)
102 加熱ユニット制御部
103 発熱量算出部(発熱量算出手段)
104 温度測定部
105 バルブ開閉部
106 ラジエター制御部
107 入口温度算出部(入口温度算出手段)
108 記憶部
109 変動温度算出部(変動温度算出手段)
Claims (7)
- 燃料電池の発熱量を算出する発熱量算出手段と、
燃料電池の温度を調整するための温度調整用流体が燃料電池に流入する流入口での温度である入口温度であって、上記温度調整用流体が上記燃料電池から流出する流出口での温度である出口温度を所望の温度とするために必要な入口温度を、上記発熱量算出手段が算出した発熱量から算出する入口温度算出手段と、
該入口温度算出手段が算出した入口温度を記憶する記憶部と、
該記憶部に記憶された以前の入口温度に対する、上記入口温度算出手段が算出した今回の入口温度の変動量に基づいて、上記温度調整用流体の温度を設定する温度設定地点から上記燃料電池の流入口までの流路を上記温度調整用流体が流れるときに、該流路によって変動する上記温度調整用流体の変動温度を算出する変動温度算出手段と、
上記入口温度算出手段が算出した入口温度と、上記変動温度算出手段が算出した変動温度とに基づいて、上記温度設定地点で設定する上記温度調整用流体の温度を決定する温度決定手段と、
上記温度決定手段が決定した温度に基づいて、上記温度設定地点での温度調整用流体の温度を調整する温度調整手段とを備えることを特徴とする燃料電池システム。 - 上記変動温度算出手段は、上記入口温度の変動量の時間勾配に基づいて上記変動温度を算出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。
- 上記温度決定手段は、上記算出した入口温度に対し、
上記温度設定地点から燃料電池の流入口まで温度調整用流体が流れるときに温度調整用流体の温度が上がる場合は、上記算出した変動温度分を減じ、
上記温度設定地点から燃料電池の流入口まで温度調整用流体が流れるときに温度調整用流体の温度が下がる場合は、上記算出した変動温度分を加えて、上記温度設定地点で設定する温度調整用流体の温度を決定することを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池システム。 - 上記温度調整用流体の複数の流路が合流して上記温度設定点に到達しており、
上記複数の流路に、それぞれ流量調整バルブを備えており、
上記温度調整手段は、上記温度設定地点での温度調整用流体の流量が一定となるように上記流量調整バルブを制御することを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 請求項1から4までのいずれか1項に記載の燃料電池システムを動作させる燃料電池システム制御プログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるための燃料電池システム制御プログラム。
- 請求項5に記載の燃料電池システム制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- 算出した入口温度を記憶する記憶部を備える燃料電池システムの制御方法であって、
燃料電池の発熱量を算出する発熱量算出ステップと、
燃料電池の温度を調整するための温度調整用流体が燃料電池に流入する流入口での温度である入口温度であって、上記温度調整用流体が上記燃料電池から流出する流出口での温度である出口温度を所望の温度とするために必要な入口温度を、上記発熱量算出ステップで算出した発熱量から算出する入口温度算出ステップと、
上記記憶部に記憶された以前の入口温度に対する、上記入口温度算出手段が算出した今回の入口温度の変動量に基づいて、上記温度調整用流体の温度を設定する温度設定地点から上記燃料電池の流入口までの流路を上記温度調整用流体が流れるときに、該流路によって変動する上記温度調整用流体の変動温度を算出する変動温度算出ステップと、
上記入口温度算出ステップで算出した入口温度と、上記変動温度算出ステップで算出した変動温度とに基づいて、上記温度設定地点で設定する上記温度調整用流体の温度を決定する温度決定ステップと、
上記温度決定ステップで決定した温度に基づいて、上記温度設定地点での温度調整用流体の温度を調整する温度調整ステップとを含むことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
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