JP2011070894A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池に供給される水素濃度の変動を的確に把握することで燃料電池の劣化を極力抑制することが可能な燃料電池システムを提供すること。
【解決手段】この燃料電池システムは、燃料電池に供給される水素分圧を推定し（ステップＳ０２）、その推定した水素分圧に基づいて水素濃度過電圧を算出し（ステップＳ０２）、その算出した水素濃度過電圧とバトラー・フォルマーの式とに基づいて燃料電池の理論電圧を算出し（ステップＳ０４）、その算出した理論電圧と燃料電池の出力電圧とを比較し、その比較結果に基づいて水素濃度過電圧を補正する（ステップＳ０６）。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池に水素を含む燃料ガスと酸化ガスとを供給して発電させる燃料電池システムに関する。

水素と酸素との電気化学反応を利用して発電する燃料電池としては、例えば、固体高分子型燃料電池がある。この固体高分子型燃料電池は、複数のセルを積層して構成されたスタックを備えている。スタックを構成するセルは、アノード（燃料極）とカソード（空気極）とを備えており、これらのアノードとカソードとの間には、イオン交換基としてスルフォンサン基を有する固体高分子電解質膜が介在している。

アノードには燃料ガス（水素ガスまたは炭化水素を改質して水素リッチにした改質水素）が供給され、カソードには酸化剤として酸素を含む酸化ガス（一例として空気）が供給される。アノードに燃料ガスが供給されることで、燃料ガスに含まれる水素がアノードを構成する触媒層の触媒と反応し、これによって水素イオンが発生する。発生した水素イオンは固体高分子電解質膜を通過して、カソードで酸素と電気反応を起こす。この電気化学反応によって発電が行われる構成となっている。

このように構成される燃料電池システムでは、燃料電池に対する出力要求とアノードに供給される水素量の整合性が重要なものとなる。特に、水素量が不足すると過電流が流れ、電池寿命を低下させる原因となる。

そこで、燃料電池に供給される水素量や供給された後の水素量の挙動について推定したり、水素量の挙動に応じて燃料電池に対する出力要求を補正したりといった技術が提案されている（例えば、下記特許文献１，２参照）。

特開２００６−３４４４６５号公報 特開２００６−３３１７６１号公報

上記特許文献１に記載の技術は、燃料電池に供給された水素ガスについて、カソード側への透過量を推定するものであって、開放端電圧が低いほど大きくなるように水素透過量を推定しており、相対的に水素透過量を推定しているものであって、水素濃度全体について推定するものではない。

また、上記特許文献２に記載の技術は、改質器を用いることが前提となっており、その改質器において水素リッチに改質されて供給される燃料ガスの供給遅れに対応するためのものである。そのため上記特許文献２に記載の技術では、同文献段落番号００２９に記載のように、「水素濃度推定手段２８は瞬時原料指令値ＦＭと瞬時出力指令値ＬＲを取り込んでアノード中水素濃度を推定するためのものである。たとえば、水素濃度推定手段２８は過去の実績に基く瞬時原料指令値ＦＭと瞬時出力指令値ＬＲに対する水素濃度値のデータベースを用意している。」との構成を採用している。このような構成では、改質器への指令に対する水素ガスの供給遅れ以外の水素濃度の変動には対応することができない。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料電池に供給される水素濃度の変動を的確に把握することで燃料電池の劣化を極力抑制することが可能な燃料電池システムを提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池に水素を含む燃料ガスと酸化ガスとを供給して発電させる燃料電池システムであって、前記燃料電池の出力電圧を計測する電圧計測手段と、前記燃料電池の理論電圧を算出し、前記電圧計測手段が計測した出力電圧と比較して、前記燃料電池の水素濃度過電圧を補正する水素濃度補正手段と、を備え、前記水素濃度補正手段は、前記燃料電池に供給される水素分圧を推定し、その推定した水素分圧に基づいて水素濃度過電圧を算出し、その算出した水素濃度過電圧とバトラー・フォルマー（Ｂｕｔｌｅｒ−Ｖｏｌｍｅｒ）の式とに基づいて燃料電池の理論電圧を算出し、その算出した理論電圧と前記燃料電池の出力電圧とを比較し、その比較結果に基づいて水素濃度過電圧を補正する。

本発明では、バトラー・フォルマーの式によって算出される燃料電池の理論電圧と、実測した燃料電池の出力電圧とを比較することで、理論電圧の算出要素の一つである水素濃度過電圧が実際の値とどれくらい乖離があるかを把握することができる。このように、実測した燃料電池の出力電圧に基づいて水素濃度過電圧を補正することができるので、様々な要因が想定される水素濃度の変動を的確に把握することができ、燃料電池の劣化を極力抑制することができる。

本発明によれば、燃料電池に供給される水素濃度の変動を的確に把握することで燃料電池の劣化を極力抑制することが可能な燃料電池システムを提供することができる。

本発明の実施形態である燃料電池車両に搭載される燃料電池システムの構成を示す図である。 図１に示す燃料電池システムの水素濃度推定値を補正するフローチャートである。 図２に示すフローチャートにおける、燃料電池の電流・電圧特性の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

最初に、本発明の実施形態である燃料電池車両に搭載される燃料電池システムＦＣＳについて図１を参照しながら説明する。図１は燃料電池車両の車載電源システムとして機能する燃料電池システムＦＣＳのシステム構成を示す図である。燃料電池システムＦＣＳは、燃料電池自動車（ＦＣＨＶ）、電気自動車、ハイブリッド自動車などの車両に搭載することができる。

燃料電池システムＦＣＳは、燃料電池ＦＣと、酸化ガス供給系ＡＳＳと、燃料ガス供給系ＦＳＳと、電力系ＥＳと、冷却系ＣＳと、コントローラＥＣとを備えている。燃料電池ＦＣは、反応ガス（燃料ガス、酸化ガス）の供給を受けて発電するものである。酸化ガス供給系ＡＳＳは、酸化ガスとしての空気を燃料電池ＦＣに供給するための系である。燃料ガス供給系ＦＳＳは、燃料ガスとしての水素ガスを燃料電池ＦＣに供給するための系である。電力系ＥＳは、電力の充放電を制御するための系である。冷却系ＣＳは、燃料電池ＦＣを冷却するための系である。コントローラＥＣは、燃料電池システムＦＣＳ全体を統括制御するコントローラである。

燃料電池ＦＣは、多数のセル（アノード、カソード、及び電解質を備える単一の電池（発電体））を直列に積層してなる固体高分子電解質形のセルスタックとして構成されている。燃料電池ＦＣでは、通常の運転において、アノードにおいて（１）式の酸化反応が生じ、カソードにおいて（２）式の還元反応が生じる。燃料電池ＦＣ全体としては（３）式の起電反応が生じる。

Ｈ₂→２Ｈ⁺＋２ｅ^- （１）
（１／２）Ｏ₂＋２Ｈ⁺＋２ｅ^-→Ｈ₂Ｏ （２）
Ｈ₂＋（１／２）Ｏ₂→Ｈ₂Ｏ （３）

酸化ガス供給系ＡＳＳは、酸化ガス流路ＡＳ３と酸化オフガス流路ＡＳ４とを有している。酸化ガス流路ＡＳ３は、燃料電池ＦＣのカソードに供給される酸化ガスが流れる流路である。酸化オフガス流路ＡＳ４は、燃料電池ＦＣから排出される酸化オフガスが流れる流路である。

酸化ガス流路ＡＳ３には、エアコンプレッサＡＳ２と、加湿器ＡＳ５とが設けられている。エアコンプレッサＡＳ２は、フィルタＡＳ１を介して大気中から酸化ガスを取り込むためのコンプレッサである。加湿器ＡＳ５は、エアコンプレッサＡＳ２により加圧される酸化ガスを加湿するための加湿器である。

酸化オフガス流路ＡＳ４には、圧力センサＳ６と、背圧調整弁Ａ３と、加湿器ＡＳ５とが設けられている。背圧調整弁Ａ３は、酸化ガス供給圧を調整するための弁である。加湿器ＡＳ５は、酸化ガス（ドライガス）と酸化オフガス（ウェットガス）との間で水分交換するためのものとして設けられている。

燃料ガス供給系ＦＳＳは、燃料ガス供給源ＦＳ１と、燃料ガス流路ＦＳ３と、循環流路ＦＳ４と、循環ポンプＦＳ５と、排気排水流路ＦＳ６とを有している。燃料ガス流路ＦＳ３は、燃料ガス供給源ＦＳ１から燃料電池ＦＣのアノードに供給される燃料ガスが流れる流路である。循環流路ＦＳ４は、燃料電池ＦＣから排出される燃料オフガスを燃料ガス流路ＦＳ３に帰還させるための流路である。循環ポンプＦＳ５は、循環流路ＦＳ４内の燃料オフガスを燃料ガス流路ＦＳ３に圧送するポンプである。排気排水流路ＦＳ６は、循環流路ＦＳ４に分岐接続される流路である。

燃料ガス供給源ＦＳ１は、例えば、高圧水素タンクや水素吸蔵合金などで構成され、高圧（例えば、３５ＭＰａ〜７０ＭＰａ）の水素ガスを貯蔵するものである。遮断弁Ｈ１を開くと、燃料ガス供給源ＦＳ１から燃料ガス流路ＦＳ３に燃料ガスが流出する。燃料ガスは、レギュレータＨ２やインジェクタＦＳ２により、例えば、２００ｋＰａ程度まで減圧されて、燃料電池ＦＣに供給される。

燃料ガス流路ＦＳ３には、遮断弁Ｈ１と、レギュレータＨ２と、インジェクタＦＳ２と、遮断弁Ｈ３と、圧力センサＳ４とが設けられている。遮断弁Ｈ１は、燃料ガス供給源ＦＳ１からの燃料ガスの供給を遮断又は許容するための弁である。レギュレータＨ２は、燃料ガスの圧力を調整するものである。インジェクタＦＳ２は、燃料電池ＦＣへの燃料ガス供給量を制御するものである。遮断弁Ｈ３は、燃料電池ＦＣへの燃料ガス供給を遮断するための弁である。

レギュレータＨ２は、その上流側圧力（一次圧）を、予め設定した二次圧に調圧する装置であり、例えば、一次圧を減圧する機械式の減圧弁などで構成される。機械式の減圧弁は、背圧室と調圧室とがダイアフラムを隔てて形成された筺体を有し、背圧室内の背圧により調圧室内で一次圧を所定の圧力に減圧して二次圧とする構成を有する。インジェクタＦＳ２の上流側にレギュレータＨ２を配置することにより、インジェクタＦＳ２の上流側圧力を効果的に低減させることができる。

インジェクタＦＳ２は、弁体を電磁駆動力で直接的に所定の駆動周期で駆動して弁座から離隔させることによりガス流量やガス圧を調整することが可能な電磁駆動式の開閉弁である。インジェクタＦＳ２は、燃料ガス等の気体燃料を噴射する噴射孔を有する弁座と、その気体燃料を噴射孔まで供給案内するノズルボディと、このノズルボディに対して軸線方向（気体流れ方向）に移動可能に格納保持され噴射孔を開閉する弁体とを備えている。

インジェクタＦＳ２の弁体は電磁駆動装置であるソレノイドにより駆動され、コントローラＥＣから出力される制御信号によってインジェクタＦＳ２のガス噴射時間及びガス噴射時期を制御することが可能なように構成されている。インジェクタＦＳ２は、その下流に要求されるガス流量を供給するために、インジェクタＦＳ２のガス流路に設けられた弁体の開口面積（開度）及び開放時間の少なくとも一方を変更することにより、下流側に供給されるガス流量（又は水素モル濃度）を調整する。

循環流路ＦＳ４には、遮断弁Ｈ４が設けられ、排気排水流路ＦＳ６が接続されている。排気排水流路ＦＳ６には、排気排水弁Ｈ５が設けられている。排気排水弁Ｈ５は、コントローラＥＣからの指令によって作動することにより、循環流路ＦＳ４内の不純物を含む燃料オフガスと水分とを外部に排出するための弁である。排気排水弁Ｈ５の開弁により、循環流路ＦＳ４内の燃料オフガス中の不純物の濃度が下がり、循環系内を循環する燃料オフガス中の水素濃度を上げることができる。

排気排水弁Ｈ５を介して排出される燃料オフガスは、酸化オフガス流路ＡＳ４を流れる酸化オフガスと混合され、希釈器（図示せず）によって希釈される。循環ポンプＦＳ５は、循環系内の燃料オフガスをモータ駆動により燃料電池ＦＣに循環供給する。

電力系ＥＳは、ＤＣ／ＤＣコンバータＥＳ１と、バッテリＥＳ２と、トラクションインバータＥＳ３と、トラクションモータＥＳ４と、補機類ＥＳ５とを備えている。燃料電池システムＦＣＳは、ＤＣ／ＤＣコンバータＥＳ１とトラクションインバータＥＳ３とが並列に燃料電池ＦＣに接続するパラレルハイブリッドシステムとして構成されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータＥＳ１は、バッテリＥＳ２から供給される直流電圧を昇圧してトラクションインバータＥＳ３に出力する機能と、燃料電池ＦＣが発電した直流電力、又は回生制動によりトラクションモータＥＳ４が回収した回生電力を降圧してバッテリＥＳ２に充電する機能とを有する。ＤＣ／ＤＣコンバータＥＳ１のこれらの機能により、バッテリＥＳ２の充放電が制御される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータＥＳ１による電圧変換制御により、燃料電池ＦＣの運転ポイント（出力端子電圧、出力電流）が制御される。燃料電池ＦＣには、電圧センサＳ１と電流センサＳ２とが取り付けられている。電圧センサＳ１は、燃料電池ＦＣの出力端子電圧を検出するためのセンサである。電流センサＳ２は、燃料電池ＦＣの出力電流を検出するためのセンサである。

バッテリＥＳ２は、余剰電力の貯蔵源、回生制動時の回生エネルギー貯蔵源、燃料電池車両の加速又は減速に伴う負荷変動時のエネルギーバッファとして機能する。バッテリＥＳ２としては、例えば、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、リチウム二次電池等の二次電池が好適である。バッテリＥＳ２には、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）を検出するためのＳＯＣセンサＳ３が取り付けられている。

トラクションインバータＥＳ３は、例えば、パルス幅変調方式で駆動されるＰＷＭインバータである。トラクションインバータＥＳ３は、コントローラＥＣからの制御指令に従って、燃料電池ＦＣ又はバッテリＥＳ２から出力される直流電圧を三相交流電圧に変換して、トラクションモータＥＳ４の回転トルクを制御する。トラクションモータＥＳ４は、例えば、三相交流モータであり、燃料電池車両の動力源を構成する。

補機類ＥＳ５は、燃料電池システムＦＣＳ内の各部に配置されている各モータ（例えば、ポンプ類などの動力源）、これらのモータを駆動するためのインバータ類、及び各種の車載補機類（例えば、エアコンプレッサ、インジェクタ、冷却水循環ポンプ、ラジエータなど）を総称するものである。

冷却系ＣＳは、ラジエータＣＳ１と、冷却液ポンプＣＳ２と、冷却液往路ＣＳ３と、冷却液復路ＣＳ４とを有している。ラジエータＣＳ１は、燃料電池ＦＣを冷却するための冷却液を放熱して冷却するものである。冷却液ポンプＣＳ２は、冷却液を燃料電池ＦＣとラジエータＣＳ１との間で循環させるためのポンプである。冷却液往路ＣＳ３は、ラジエータＣＳ１と燃料電池ＦＣとを繋ぐ流路であって、冷却液ポンプＣＳ２が設けられている。冷却液ポンプＣＳ２が駆動することで、冷却液はラジエータＣＳ１から燃料電池ＦＣへと冷却液往路ＣＳ３を通って流れる。冷却液復路ＣＳ４は、燃料電池ＦＣとラジエータＣＳ１とを繋ぐ流路であって、水温センサＳ５が設けられている。冷却液ポンプＣＳ２が駆動することで、燃料電池ＦＣを冷却した冷却液はラジエータＣＳ１へと還流する。

コントローラＥＣ（制御部）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インタフェースを備えるコンピュータシステムであり、燃料電池システムＦＣＳの各部を制御するものである。例えば、コントローラＥＣは、イグニッションスイッチから出力される起動信号ＩＧを受信すると、燃料電池システムＦＣＳの運転を開始する。その後、コントローラＥＣは、アクセルセンサから出力されるアクセル開度信号ＡＣＣや、車速センサから出力される車速信号ＶＣなどを基に、燃料電池システムＦＣＳ全体の要求電力を求める。燃料電池システムＦＣＳ全体の要求電力は、車両走行電力と補機電力との合計値である。

ここで、補機電力には、車載補機類（加湿器、エアコンプレッサ、水素ポンプ、及び冷却水循環ポンプ等）で消費される電力、車両走行に必要な装置（変速機、車輪制御装置、操舵装置、及び懸架装置等）で消費される電力、乗員空間内に配設される装置（空調装置、照明器具、及びオーディオ等）で消費される電力などが含まれる。

そして、コントローラＥＣは、燃料電池ＦＣとバッテリＥＳ２とのそれぞれの出力電力の配分を決定する。コントローラＥＣは、燃料電池ＦＣの発電量が目標電力に一致するように、酸化ガス供給系ＡＳＳ及び燃料ガス供給系ＦＳＳを制御するとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータＥＳ１を制御して、燃料電池ＦＣの運転ポイント（出力端子電圧、出力電流）を制御する。更に、コントローラＥＣは、アクセル開度に応じた目標トルクが得られるように、例えば、スイッチング指令として、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各交流電圧指令値をトラクションインバータＥＳ３に出力し、トラクションモータＥＳ４の出力トルク、及び回転数を制御する。更に、コントローラＥＣは、冷却系ＣＳを制御して燃料電池ＦＣが適切な温度になるように制御する。

続いて、本実施形態の燃料電池システムＦＣＳにおいて、水素濃度を推定し、その推定した水素濃度を補正する手順について図２を参照しながら説明する。図２は、燃料電池システムＦＣＳの水素濃度推定値を補正するフローチャートである。図２に示すフローは、コントローラＥＣにおいて演算実行されるものである。従って、本願発明における水素濃度補正手段はコントローラＥＣが相当し、電圧計測手段は電圧センサＳ１が相当している。

また、図２の説明おいては、図３を適宜参照する。図３は、燃料電池ＦＣＳに用いられる燃料電池ＦＣの電流・電圧特性を示す図である。図３に示すように、開回路電圧に相当する定数Ｕから、抵抗過電圧η_IR、活性化過電圧η_act、濃度過電圧η_concを引くことで、燃料電池ＦＣの電圧Ｖが算出される。
Ｖ＝Ｕ−活性化過電圧η_act−濃度過電圧η_conc−抵抗過電圧η_IR （４）
本実施形態では、この（４）式に基づいて、燃料電池ＦＣの理論電圧Ｖ_FC,idealを求め、燃料電池ＦＣの実測電圧Ｖ_FCと比較することで、濃度過電圧η_conc中の水素濃度過電圧η_conc,aを補正するものである。

ステップＳ０１では、活性化過電圧η_actを推定する。活性化過電圧η_actは、（５）式によって求められる。
η_act＝ｆ（Ｖ_FC，ｔ_VFC） （５）
（５）式において、Ｖ_FCは燃料電池ＦＣの出力電圧であり、ｔ_VFCはその電圧保持時間である。すなわち、活性化過電圧η_actは、燃料電池ＦＣの出力電圧Ｖ_FCとその電圧保持時間ｔ_VFCの関数により算出される推定値を用いている。尚、活性化過電圧η_actの推定値を算出するにあたっては、他のパラメータを用いた関数を用いてもよく、定数を用いてもよい。

ステップＳ０１に続くステップＳ０２では、濃度過電圧η_concを推定する。濃度過電圧η_conc中の水素濃度過電圧η_conc,aは、（６）式によって求められる。
η_conc,a＝−ＲＴ／２Ｆ ×ｌｎ（ｐ_H2） （６）
（６）式において、Ｒは気体定数、Ｔは気体の温度、Ｆはファラデー定数である。また、ｐ_H2は、水素分圧推定値であって、既知の分圧推定手法によって求められるものである。

濃度過電圧η_conc中の酸素濃度過電圧η_conc,cは、（７）式によって求められる。
η_conc,c＝ＲＴ／Ｆ ×ｌｎ（i／ｐ_O2） （７）
（７）式において、Ｒは気体定数、Ｔは気体の温度、Ｆはファラデー定数、iは電流密度である。また、ｐ_O2は、（８）式によって求められるものである。
ｐ_O2＝（Ｐ_CA−ｐ_H2O）× １／５ （８）
（８）式において、Ｐ_CAは、燃料電池ＦＣのカソード側の圧力計測値であって、圧力センサＳ６によって計測される値である。ｐ_H2Oは、燃料電池ＦＣの温度と飽和水蒸気圧マップによって産出される分圧である。１／５は、大気中のＯ₂とＨ₂との比である。

ステップＳ０２に続くステップＳ０３では、抵抗過電圧η_IRを推定する。抵抗過電圧η_IRは、（９）式によって求められる。
η_IR＝Ｉ_FC×Ｒ_FC （９）
（９）式において、Ｉ_FCは、燃料電池ＦＣの電流計測値であって、電流センサＳ２によって計測される値である。Ｒ_FCは、既知の手法によって計測される燃料電池ＦＣのインピーダンス計測値である。

ステップＳ０３に続くステップＳ０４では、理論電圧Ｖ_FC,idealを算出する。理論電圧Ｖ_FC,idealは、（１０）式によって求められる。
Ｖ_FC,ideal＝Ｕ−活性化過電圧η_act−濃度過電圧η_conc−抵抗過電圧η_IR （１０）

ステップＳ０４に続くステップＳ０５では、燃料電池ＦＣの出力電圧Ｖ_FC,realを計測する。燃料電池ＦＣの出力電圧Ｖ_FC,realは、電圧センサＳ１によって計測される。

ステップＳ０５に続くステップＳ０６では、水素濃度過電圧η_conc,aを補正する。理論電圧Ｖ_FC,idealと出力電圧Ｖ_FC,realとの差は、主に水素濃度過電圧η_conc,aの乖離によって生じているものと考えられるので、理論電圧Ｖ_FC,idealと出力電圧Ｖ_FC,realとの差分に基づいて水素濃度過電圧η_conc,aを補正する。具体的には、（１１）式のΔＶが０となるように、水素濃度過電圧η_conc,aを補正する。
ΔＶ＝Ｖ_FC,real−Ｖ_FC,ideal （１１）

図３に示したように、水素濃度過電圧η_conc,aを含む濃度過電圧η_concの影響は、燃料電池ＦＣから取り出す電流が一定値を超えた場合、すなわちこの燃料電池システムＦＣＳが搭載された車両が加速している段階である。そのため、上述した水素濃度過電圧η_conc,aの補正は、燃料電池システムＦＣＳが搭載された車両が加速している段階で実行することが好ましい。また、本実施形態では、燃料電池ＦＣ全体での測定値に基づいて水素濃度過電圧η_conc,aを補正したけれども、燃料電池ＦＣを構成する単セルごとの測定値に基づいて水素濃度過電圧η_conc,aを補正することも好ましい。

ＦＣＳ：燃料電池システム
ＦＣ：燃料電池
ＡＳＳ：酸化ガス供給系
ＡＳ１：フィルタ
ＡＳ２：エアコンプレッサ
ＡＳ３：酸化ガス流路
ＡＳ４：酸化オフガス流路
ＡＳ５：加湿器
Ａ３：背圧調整弁
ＣＳ：冷却系
ＣＳ１：ラジエータ
ＣＳ２：冷却液ポンプ
ＣＳ３：冷却液往路
ＣＳ４：冷却液復路
ＦＳＳ：燃料ガス供給系
ＦＳ１：燃料ガス供給源
ＦＳ２：インジェクタ
ＦＳ３：燃料ガス流路
ＦＳ４：循環流路
ＦＳ５：循環ポンプ
ＦＳ６：排気排水流路
Ｈ１：遮断弁
Ｈ２：レギュレータ
Ｈ３：遮断弁
Ｈ４：遮断弁
Ｈ５：排気排水弁
ＥＳ：電力系
ＥＳ１：ＤＣ／ＤＣコンバータ
ＥＳ２：バッテリ
ＥＳ３：トラクションインバータ
ＥＳ４：トラクションモータ
ＥＳ５：補機類
ＥＣ：コントローラ
Ｓ１：電圧センサ
Ｓ２：電流センサ
Ｓ３：ＳＯＣセンサ
Ｓ４，Ｓ６：圧力センサ
Ｓ５：水温センサ
ＡＣＣ：アクセル開度信号
ＩＧ：起動信号
ＶＣ：車速信号

Claims (1)

1. 燃料電池に水素を含む燃料ガスと酸化ガスとを供給して発電させる燃料電池システムであって、
   前記燃料電池の出力電圧を計測する電圧計測手段と、
   前記燃料電池の理論電圧を算出し、前記電圧計測手段が計測した出力電圧と比較して前記燃料電池の水素濃度過電圧を補正する水素濃度補正手段と、を備え、
   前記水素濃度補正手段は、
   前記燃料電池に供給される水素分圧を推定し、
   その推定した水素分圧に基づいて水素濃度過電圧を算出し、
   その算出した水素濃度過電圧とバトラー・フォルマーの式とに基づいて燃料電池の理論電圧を算出し、
   その算出した理論電圧と前記燃料電池の出力電圧とを比較し、その比較結果に基づいて水素濃度過電圧を補正する燃料電池システム。

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