JP2009193697A - モデル生成装置及びシミュレータ - Google Patents
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Abstract
【課題】 占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションモデルを生成することが可能なモデル生成装置及びシミュレータを実現する。
【解決手段】 燃料電池スタックのシミュレーションモデルを生成するモデル生成装置において、生成するシミュレーションモデルの占有面積、占有体積、若しくは、質量のうち少なくともひとつの情報を含む仕様が入力されるパラメータ入力手段と、プログラム及びユニットモデルが格納された記憶手段と、プログラムを読み出して実行することにより装置全体を制御すると共に、仕様に基づき前記ユニットモデルの占有面積、占有体積、若しくは、質量のうち少なくともひとつの情報を含む属性情報を参照して記憶手段から最適なユニットモデルを選択し、選択されたユニットモデルを組み合わせてシミュレーションモデルを生成し、仕様を満足するユニットモデルを記憶手段に格納する演算制御手段とを設ける。
【選択図】 図1
【解決手段】 燃料電池スタックのシミュレーションモデルを生成するモデル生成装置において、生成するシミュレーションモデルの占有面積、占有体積、若しくは、質量のうち少なくともひとつの情報を含む仕様が入力されるパラメータ入力手段と、プログラム及びユニットモデルが格納された記憶手段と、プログラムを読み出して実行することにより装置全体を制御すると共に、仕様に基づき前記ユニットモデルの占有面積、占有体積、若しくは、質量のうち少なくともひとつの情報を含む属性情報を参照して記憶手段から最適なユニットモデルを選択し、選択されたユニットモデルを組み合わせてシミュレーションモデルを生成し、仕様を満足するユニットモデルを記憶手段に格納する演算制御手段とを設ける。
【選択図】 図1
Description
本発明は、燃料電池スタックのシミュレーションモデルを生成するモデル生成装置及び当該シミュレーションモデルを用いたシミュレータに関し、特に占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションモデルを生成することが可能なモデル生成装置及びシミュレータ
に関する。
に関する。
従来の燃料電池スタックのシミュレーションモデルを生成するモデル生成装置及びシミュレータに関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
図6は従来の燃料電池スタックのシミュレータの一例を示す構成ブロック図である。図6において、1はキーボードやデータ読取装置等のパラメータ入力手段、2はCPU(Central Processing Unit)等のプログラムを読み出して実行することによりシミュレータ全体を制御する演算制御手段、3はシミュレータを制御するプログラムが格納されたハードディスク、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の記憶手段、4はシミュレーションに用いる燃料電池の単セルモデルが格納されたハードディスク、ROM、RAM等の記憶手段、5は入力されたパラメータやミュレーション結果を表示するCRT(Cathode Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等の表示手段である。
パラメータ入力手段1の出力は演算制御手段2に接続され、記憶手段3及び4は演算制御手段2に相互に接続される。また、演算制御手段2の出力は表示手段5に接続される。
ここで、図6に示す従来例の動作を図7及び図8を用いて説明する。図7はシミュレータを構成する演算制御手段2の動作を説明するフロー図、図8はシミュレーション結果の一例を示す特性曲線図である。
図7中”S001”において演算制御手段2は、供給されるアノードガスの流量、供給されるカソードガスの流量、燃料電池スタックの段数(言い換えれば、使用される単セルの数)、出力電流密度及び単セルの温度等の各種パラメータをパラメータ入力手段1を介して取得する。
そして、図7中”S002”において演算制御手段2は、記憶手段から単セルモデルを読み出すと共に取得した各種パラメータを適用して、単セルで発生する電圧を演算して求める。
さらに、図7中”S003”において演算制御手段2は、演算した単セル電圧を燃料電池スタックの段数倍することにより、燃料電池スタック全体しての発電電圧を演算する。また、必要に応じてパラメータの一部、例えば、出力電流密度を走査してその走査状況における発電電圧を演算する。
最後に、図7中”S004”において演算制御手段2は、演算された燃料電池スタックの発電電圧を表示手段5に表示させる。
例えば、図8中”CH01”は、出力電流密度を走査した場合の燃料電池スタックの発電電圧のシミュレーション結果であり、外部に取り出す電流密度を大きくすることにより、燃料電池スタックの発電電圧が低下して行くことがシミュレートされる。
この結果、供給されるアノードガスの流量や供給されるカソードガスの流量等が燃料電池スタックを構成する全ての単セルに均等に分配されるものと仮定し、1つの単セルモデルの発電電圧を演算し、発電電圧をスタック数倍することにより、燃料電池スタックの発電電圧をシミュレートすることが可能になる。
しかし、図6に示す従来例では、燃料電池スタックの発電性能のみ着眼してシミュレーションするものであり、燃料電池スタックの占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションするものではないと言った問題点があった。
すなわち、図6に示す従来例で用いられる単セルモデルは占有面積や占有体積を考慮したモデルではないので、このような従来の単セルモデルを組み合わせただけでは、燃料電池スタックの占有面積や占有体積を考慮したシミュレーションモデルを構成することはできないと言った問題点があった。
例えば、燃料電池自動車等では燃料電池スタックの形状、占有面積や占有体積は重要な要件であり、単純に燃料電池スタックの発電性能のシミュレーションだけでは不十分な分野が存在すると言った問題点があった。
従って本発明が解決しようとする課題は、占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションモデルを生成することが可能なモデル生成装置及びシミュレータを実現することにある。
従って本発明が解決しようとする課題は、占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションモデルを生成することが可能なモデル生成装置及びシミュレータを実現することにある。
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、
燃料電池スタックのシミュレーションモデルを生成するモデル生成装置において、
生成するシミュレーションモデルの占有面積、占有体積、若しくは、質量のうち少なくともひとつの情報を含む仕様が入力されるパラメータ入力手段と、プログラム及びユニットモデルが格納された記憶手段と、前記プログラムを読み出して実行することにより装置全体を制御すると共に、前記仕様に基づき前記ユニットモデルの占有面積、占有体積、若しくは、質量のうち少なくともひとつの情報を含む属性情報を参照して記憶手段から最適なユニットモデルを選択し、前記選択されたユニットモデルを組み合わせてシミュレーションモデルを生成し、前記仕様を満足するユニットモデルを前記記憶手段に格納する演算制御手段とを備えたことにより、占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションモデルを生成することが可能になる。
燃料電池スタックのシミュレーションモデルを生成するモデル生成装置において、
生成するシミュレーションモデルの占有面積、占有体積、若しくは、質量のうち少なくともひとつの情報を含む仕様が入力されるパラメータ入力手段と、プログラム及びユニットモデルが格納された記憶手段と、前記プログラムを読み出して実行することにより装置全体を制御すると共に、前記仕様に基づき前記ユニットモデルの占有面積、占有体積、若しくは、質量のうち少なくともひとつの情報を含む属性情報を参照して記憶手段から最適なユニットモデルを選択し、前記選択されたユニットモデルを組み合わせてシミュレーションモデルを生成し、前記仕様を満足するユニットモデルを前記記憶手段に格納する演算制御手段とを備えたことにより、占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションモデルを生成することが可能になる。
請求項2記載の発明は、
請求項1記載の発明であるモデル生成装置において、
前記演算制御手段が、
生成した前記シミュレーションモデルの情報を表示手段に表示させることにより、占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションモデルを生成することが可能になる。
請求項1記載の発明であるモデル生成装置において、
前記演算制御手段が、
生成した前記シミュレーションモデルの情報を表示手段に表示させることにより、占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションモデルを生成することが可能になる。
請求項3記載の発明は、
請求項1若しくは請求項2記載の発明であるモデル生成装置において、
前記パラメータ入力手段が、
キーボードであることにより、占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションモデルを生成することが可能になる。
請求項1若しくは請求項2記載の発明であるモデル生成装置において、
前記パラメータ入力手段が、
キーボードであることにより、占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションモデルを生成することが可能になる。
請求項4記載の発明は、
請求項1若しくは請求項2記載の発明であるモデル生成装置において、
前記パラメータ入力手段が、
記憶媒体であることにより、占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションモデルを生成することが可能になる。
請求項1若しくは請求項2記載の発明であるモデル生成装置において、
前記パラメータ入力手段が、
記憶媒体であることにより、占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションモデルを生成することが可能になる。
請求項5記載の発明は、
請求項1若しくは請求項2記載の発明であるモデル生成装置において、
前記演算制御手段が、
生成するシミュレーションモデルの前記仕様をネットワーク若しくは無線ネットワークを介して取得することにより、占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションモデルを生成することが可能になる。
請求項1若しくは請求項2記載の発明であるモデル生成装置において、
前記演算制御手段が、
生成するシミュレーションモデルの前記仕様をネットワーク若しくは無線ネットワークを介して取得することにより、占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションモデルを生成することが可能になる。
請求項6記載の発明は、
シミュレータにおいて、
請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のシミュレーションモデルを用いてシミュレーションを行なうことにより、占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションを行なうことが可能になる。
シミュレータにおいて、
請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のシミュレーションモデルを用いてシミュレーションを行なうことにより、占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションを行なうことが可能になる。
本発明によれば次のような効果がある。
請求項1,2,3,4及び請求項5の発明によれば、演算制御手段が、生成したいシミュレーションモデルの仕様を取得し、取得した仕様に基づきユニットモデルの基本仕様(属性情報)を参照して最適なユニットモデルを選択し、選択されたユニットモデルを組み合わせてシミュレーションモデルを生成し、生成されたシミュレーションモデルが燃料電池スタックの仕様を満足するまでユニットモデル選択・組み合わせを繰り返すことにより、占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションモデルを生成することが可能になる。
請求項1,2,3,4及び請求項5の発明によれば、演算制御手段が、生成したいシミュレーションモデルの仕様を取得し、取得した仕様に基づきユニットモデルの基本仕様(属性情報)を参照して最適なユニットモデルを選択し、選択されたユニットモデルを組み合わせてシミュレーションモデルを生成し、生成されたシミュレーションモデルが燃料電池スタックの仕様を満足するまでユニットモデル選択・組み合わせを繰り返すことにより、占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションモデルを生成することが可能になる。
また、請求項6の発明によれば、生成したいシミュレーションモデルの仕様を取得し、取得した仕様に基づきユニットモデルの基本仕様(属性情報)を参照して最適なユニットモデルを選択し、選択されたユニットモデルを組み合わせて仕様を満足するシミュレーションモデルを生成し、当該生成されたシミュレーションモデルを用いてシミュレーションを行なうことにより、占有面積や占有体積を考慮したシミュレーションを行なうことが可能になる。
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明に係るモデル生成装置の一実施例を示す構成ブロック図である。
図1において、6はキーボードやデータ読取装置等のパラメータ入力手段、7はCPU等のプログラムを読み出して実行することにより装置全体を制御する演算制御手段、8はシミュレータを制御するプログラムが格納されたハードディスク、ROM、RAM等の記憶手段、9はシミュレーションに用いる燃料電池の単セルのユニットモデル情報が格納されたハードディスク、ROM、RAM等の記憶手段、10は生成されたシミュレーションモデルが格納されるハードディスク、ROM、RAM等の記憶手段、11は入力されたパラメータやミュレーション結果を表示するCRTやLCD等の表示手段である。
パラメータ入力手段6の出力は演算制御手段7に接続され、記憶手段8は演算制御手段2に相互に接続される。また、記憶手段9の出力は演算制御手段7に接続され、演算制御手段7の出力は記憶手段10及び表示手段11にそれぞれ接続される。
ここで、図1に示す実施例の動作を図2、図3、図4及び図5を用いて説明する。図2はモデル生成装置を構成する演算制御手段7の動作を説明するフロー図、図3はユニットモデル情報の一例を示す説明図、図4はユニットモデル(具体的には、単セルモデル)の論理的な入出力端子を示す説明図、図5はシミュレーションモデル(具体的には、スタックもデル)情報の一例を示す説明図である。
図2中”S101”において演算制御手段7は、生成したいシミュレーションモデル(具体的には、スッタクモデル)の発電電圧、発電効率、占有面積、占有体積及び質量等の仕様をパラメータ入力手段6を介して取得する。
そして、図2中”S102”において演算制御手段7は、取得した仕様(例えば、発電電圧、発電効率、占有面積、占有体積及び質量等)に基づき記憶手段9に格納されているユニットモデル情報を参照して最適なユニットモデル(具体的には、単セルモデル)を選択して読み出す。
例えば、図3に示すユニットモデル情報は、図3中”SP11”に示すようなユニットモデル(具体的には、単セルモデル)の”最大出力電圧”、”最大アノード流量”、”最大カソード流量”、”寸法”及び”質量”等の基本仕様と、図3中”MD11”に示すユニットモデル(具体的には、単セルモデル)の実体から構成される。
すなわち、演算制御手段7は、図3に示すユニットモデル情報の基本仕様の内容に基づき最適なユニットモデル(具体的には、単セルモデル)を選択して読み出す。
また、例えば、図3中”MD11”に示すユニットモデル(具体的には、単セルモデル)の実体は、図4に示すような論理的な入出力端子を有するユニットモデルとして定義される。
図4において、12はアノードガス入力端子、13はカソードガス入力端子、14は負荷電流入力端子、15はセル温度入力端子、16は電圧出力端子である。
アノードガス入力端子12、カソードガス入力端子13、負荷電流入力端子14及びセル温度入力端子15の論理的な入力端子に、それぞれ供給されるアノードガスの流量、供給されるカソードガスの流量、負荷電流値及びセル温度値をそれぞれ入力することにより、電圧出力端子16からユニットモデル(具体的には、単セルモデル)における演算結果(発電電圧)が出力されることになる。
さらに、図2中”S103”において演算制御手段7は、選択されたユニットモデルを組み合わせ、具体的には、単セルモデルの論理的な入出力端子を接続してスタックを構成することによりシミュレーションモデルを生成する。
例えば、図5に示す生成されるシミュレーションモデル(具体的には、スッタクモデル)情報は、図5中”SP21”に示すようなシミュレーションモデル(具体的には、スタックモデル)の”最大発電力”、”占有面積”、”高さ”及び”質量”等の基本仕様と、図5中”MD21”に示すシミュレーションモデル(具体的には、スタックモデル)の実体から構成される。
また、例えば、図5中”MD21”に示すシミュレーションモデル(具体的には、スタックモデル)の実体は、図5中”CL21”,”CL22”及び”CL23”に示す複数のユニットモデル(具体的には、単セルモデル)の論理的な入出力端子をそれぞれ接続してスタックを構成している。
より具体的には、図5中”CL21”,”CL22”及び”CL23”に示す複数のユニットモデル(具体的には、単セルモデル)のアノードガス入力端子12、カソードガス入力端子13、負荷電流入力端子14及びセル温度入力端子15がそれぞれひとつに接続され、図5中”CL21”,”CL22”及び”CL23”に示す複数のユニットモデル(具体的には、単セルモデル)の電圧出力端子16もひとつに接続されている。
図2中”S104”において演算制御手段7は、このように生成されたシミュレーションモデルが、燃料電池スタックの仕様を満足するか否かを判断し、もし、仕様を満足しない場合には、図2中”S102”及び”S103”のステップを繰り返す。
例えば、演算制御手段7は、図5中”MD21”に示す生成されたシミュレーションモデル(具体的には、スタックモデル)の基本仕様である”最大発電力”、”占有面積”、”高さ”及び”質量”等が、図2中”S101”のステップで取得された、生成したいシミュレーションモデル(具体的には、スッタクモデル)の仕様を満足するか否かを判断する。
もし、図2中”S104”において燃料電池スタックの仕様を満足すると判断した場合には、図2中”S105”において演算制御手段7は、生成したシミュレーションモデルを記憶手段10に格納すると共に、図5に示すようなシミュレーションモデル情報を表示手段11に表示させる。
この結果、演算制御手段が、生成したいシミュレーションモデルの仕様を取得し、取得した仕様に基づきユニットモデルの基本仕様(属性情報)を参照して最適なユニットモデルを選択し、選択されたユニットモデルを組み合わせてシミュレーションモデルを生成し、生成されたシミュレーションモデルが燃料電池スタックの仕様を満足するまでユニットモデル選択・組み合わせを繰り返すことにより、占有面積や占有体積を考慮してシミュレーションモデルを生成することが可能になる。
また、シミュレータがこのように生成されたシミュレーションモデルを用いてシミュレーションを行なうことにより、燃料電池スタックの占有面積や占有体積を考慮したシミュレーションを行なうことが可能になる。
なお、図1に示す実施例の説明に際しては、説明の簡単のために3つの記憶手段8,9及び10を例示しているが、勿論、1つの記憶手段に統合することが可能である。
また、図1に示す実施例の説明に際しては、パラメータ入力手段として、キーボード等を例示しているが、パラメータはフレキシブルディスク、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)やUSB(Universal Serial Bus)メモリ等の記憶媒体からモデル生成装置に入力しても構わないし、演算制御手段が通信機能によりネットワークや無線ネットワーク等を介してパラメータを取得しても構わない。
また、図1に示す実施例の説明に際しては、演算制御手段は、生成したシミュレーションモデルを記憶手段に格納すると共に、シミュレーションモデル情報を表示手段に表示させる旨記載したが、シミュレーションモデル情報の表示は必須ではなく、このため、表示手段もまた必須ではない。
また、図4に示すユニットモデルの説明に際しては、論理的な入出力端子として、アノードガス入力端子等の4つの入力端子と1つの出力端子(電圧出力端子)を例示しているが、勿論、ユニットモデルはこの構成に限定されるものではなく、様々な入出力端子を有するものであって構わない。
また、図4に示すユニットモデルの説明に際しては、ユニットモデル情報が、ユニットモデルの基本仕様と、ユニットモデルの実体とから構成される旨記載しているが、ユニットモデルの実体の属性情報に基本仕様を含ませるものであっても構わない。
1,6 パラメータ入力手段
2,7 演算制御手段
3,4,8,9,10 記憶手段
5,11 表示手段
12 アノードガス入力端子
13 カソードガス入力端子
14 負荷電流入力端子
15 セル温度入力端子
16 電圧出力端子
2,7 演算制御手段
3,4,8,9,10 記憶手段
5,11 表示手段
12 アノードガス入力端子
13 カソードガス入力端子
14 負荷電流入力端子
15 セル温度入力端子
16 電圧出力端子
Claims (6)
- 燃料電池スタックのシミュレーションモデルを生成するモデル生成装置において、
生成するシミュレーションモデルの占有面積、占有体積、若しくは、質量のうち少なくともひとつの情報を含む仕様が入力されるパラメータ入力手段と、
プログラム及びユニットモデルが格納された記憶手段と、
前記プログラムを読み出して実行することにより装置全体を制御すると共に、前記仕様に基づき前記ユニットモデルの占有面積、占有体積、若しくは、質量のうち少なくともひとつの情報を含む属性情報を参照して記憶手段から最適なユニットモデルを選択し、前記選択されたユニットモデルを組み合わせてシミュレーションモデルを生成し、前記仕様を満足するユニットモデルを前記記憶手段に格納する演算制御手段と
を備えたことを特徴とするモデル生成装置。 - 前記演算制御手段が、
生成した前記シミュレーションモデルの情報を表示手段に表示させることを特徴とする
請求項1記載のモデル生成装置。 - 前記パラメータ入力手段が、
キーボードであることを特徴とする
請求項1若しくは請求項2記載のモデル生成装置。 - 前記パラメータ入力手段が、
記憶媒体であることを特徴とする
請求項1若しくは請求項2記載のモデル生成装置。 - 前記演算制御手段が、
生成するシミュレーションモデルの前記仕様をネットワーク若しくは無線ネットワークを介して取得することを特徴とする
請求項1若しくは請求項2記載のモデル生成装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のシミュレーションモデルを用いてシミュレーションを行なうことを特徴とするシミュレータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008030381A JP2009193697A (ja) | 2008-02-12 | 2008-02-12 | モデル生成装置及びシミュレータ |
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JP2008030381A JP2009193697A (ja) | 2008-02-12 | 2008-02-12 | モデル生成装置及びシミュレータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=41075563
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JP (1) | JP2009193697A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010153354A (ja) * | 2008-11-27 | 2010-07-08 | Toyota Motor Corp | 燃料電池シミュレーションモデル作成装置 |
KR20210117030A (ko) * | 2020-03-18 | 2021-09-28 | 인하대학교 산학협력단 | 자율주행 가상화를 위한 디지털 트윈 장치 및 방법 |
-
2008
- 2008-02-12 JP JP2008030381A patent/JP2009193697A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010153354A (ja) * | 2008-11-27 | 2010-07-08 | Toyota Motor Corp | 燃料電池シミュレーションモデル作成装置 |
KR20210117030A (ko) * | 2020-03-18 | 2021-09-28 | 인하대학교 산학협력단 | 자율주행 가상화를 위한 디지털 트윈 장치 및 방법 |
KR102320624B1 (ko) | 2020-03-18 | 2021-11-02 | 인하대학교 산학협력단 | 자율주행 가상화를 위한 디지털 트윈 장치 및 방법 |
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