JP2019145221A - Fuel cell system - Google Patents

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Abstract

To estimate the feedable time of a fuel cell system with a plurality of fuel cell units.SOLUTION: The fuel cell system includes: a fuel gas tank; a plurality of fuel cell units generating electric power by use of fuel gas stored in the fuel gas tank; and a controller which estimates fuel gas consumption per unit time of each of the plurality of fuel cell units, and estimates the feedable time of the fuel cell system using the estimated fuel gas consumption per unit time and fuel gas storage amount of the fuel gas tank.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell system.

複数の燃料電池システム（燃料電池ユニット）を有する電動車両であって、停車時にそれぞれの燃料電池ユニットから外部設備に対して電力を供給可能な電動車両が特許文献１に開示されている。   Patent Document 1 discloses an electric vehicle having a plurality of fuel cell systems (fuel cell units) and capable of supplying electric power from each fuel cell unit to external equipment when the vehicle is stopped.

特開２０１６−０５４５９８号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-045598

しかしながら、従来は、複数の燃料電池ユニットの合計給電可能時間を用いることについては、考慮されていなかった。   However, conventionally, the use of the total power supply possible time of a plurality of fuel cell units has not been considered.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following forms.

（１）本発明の一形態によれば、燃料電池システムが提供される。この燃料電池システムは、燃料ガスタンクと、前記燃料ガスタンクに貯蔵されている燃料ガスを利用して発電する燃料電池とを有する複数の燃料電池ユニットと、前記複数の燃料電池ユニットのそれぞれの単位時間あたりの燃料ガス消費量を推定し、推定された前記単位時間あたりの燃料ガス消費量と前記燃料ガスタンクの燃料ガス貯蔵量とを用いて、前記燃料電池システムの給電可能時間を推定する制御装置と、を備える。
この形態の燃料電池システムによれば、制御装置は、各燃料電池ユニットのそれぞれの単位時間あたりの燃料ガス消費量を推定することにより、燃料電池システムの給電可能時間を推定するので、各燃料電池ユニットのそれぞれの単位時間あたりの燃料ガス消費量が異なる場合でも、燃料電池システムの給電可能時間を推定できる。 (1) According to one aspect of the present invention, a fuel cell system is provided. The fuel cell system includes a plurality of fuel cell units each having a fuel gas tank and a fuel cell that generates power using the fuel gas stored in the fuel gas tank, and each unit time of the plurality of fuel cell units. A control device for estimating a fuel gas consumption amount of the fuel cell system, and using the estimated fuel gas consumption amount per unit time and a fuel gas storage amount of the fuel gas tank, to estimate a power supply possible time of the fuel cell system; Is provided.
According to the fuel cell system of this embodiment, the control device estimates the power supply possible time of the fuel cell system by estimating the fuel gas consumption per unit time of each fuel cell unit. Even when the fuel gas consumption per unit time of each unit is different, the power supply possible time of the fuel cell system can be estimated.

本発明は、上記以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、燃料電池車両等の形態で実現することができる。   The present invention can be implemented in various forms other than the above. For example, it can be realized in the form of a fuel cell vehicle or the like.

一実施形態における燃料電池システムの概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the fuel cell system in one Embodiment. 給電可能時間を推定する処理の詳細を説明するフローチャート。The flowchart explaining the detail of the process which estimates power supply possible time. 第１燃料電池ユニットにおける要求発電電力量と間欠運転要求と推定燃料ガス消費量の時間変化を例示する図。The figure which illustrates the time change of the request | required electric power generation amount in a 1st fuel cell unit, an intermittent operation request | requirement, and estimated fuel gas consumption. 第２燃料電池ユニットにおける要求発電電力量と間欠運転要求と推定燃料ガス消費量の時間変化を例示する図。The figure which illustrates the time change of the request | required electric power generation amount in a 2nd fuel cell unit, an intermittent operation request | requirement, and estimated fuel gas consumption. 電流−電圧特性曲線と発電電力量曲線と発電効率曲線とを例示する図。The figure which illustrates a current-voltage characteristic curve, a generated electric energy curve, and a power generation efficiency curve.

図１は、本発明の一実施形態における燃料電池システム１０の概略構成を示す図である。燃料電池システム１０は、例えばバス等の車両に搭載され、車両の駆動モータに電力を供給する。一方、燃料電池システム１０は、車両以外の外部設備に電力を供給可能である。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system 10 according to an embodiment of the present invention. The fuel cell system 10 is mounted on a vehicle such as a bus and supplies power to a drive motor of the vehicle. On the other hand, the fuel cell system 10 can supply power to external equipment other than the vehicle.

燃料電池システム１０は、第１燃料電池ユニット１００と、第２燃料電池ユニット２００と、制御装置５００と、を備える。第１燃料電池ユニット１００は、燃料電池１１０と、燃料ガス供給流路１３０と、燃料ガスタンクユニット１４０と、第１制御部１８０と、を有する。   The fuel cell system 10 includes a first fuel cell unit 100, a second fuel cell unit 200, and a control device 500. The first fuel cell unit 100 includes a fuel cell 110, a fuel gas supply channel 130, a fuel gas tank unit 140, and a first control unit 180.

燃料電池１１０は、図示しない複数の単セルが積層されることによって構成されている。燃料電池１１０としては、例えば固体高分子形燃料電池を採用可能である。燃料電池１１０は、燃料ガスタンクユニット１４０に貯蔵され燃料ガス供給流路１３０を介して供給される燃料ガスと、図示しない酸化ガス供給系によって供給される酸化ガスとを利用して、電気化学反応により発電する。燃料ガスとしては、例えば水素を採用可能であり、酸化ガスとしては、例えば空気を採用可能である。燃料電池１１０により発生された電力は、昇圧コンバータ１２０によって昇圧され、駆動モータ３００、又は、外部給電装置７００に供給される。外部給電装置７００は、第１燃料電池ユニット１００と給電対象である外部設備との間を繋ぐための中継装置である。外部給電装置７００は、図示しない給電コネクタ等を備える。なお、図示しない燃料電池電気回路には、燃料電池１１０の発電電圧を測定する電圧センサや、燃料電池１１０の発電電流を測定する電流センサ等が設けられている。   The fuel cell 110 is configured by stacking a plurality of single cells (not shown). As the fuel cell 110, for example, a polymer electrolyte fuel cell can be employed. The fuel cell 110 uses a fuel gas stored in the fuel gas tank unit 140 and supplied via the fuel gas supply channel 130 and an oxidizing gas supplied by an oxidizing gas supply system (not shown) by an electrochemical reaction. Generate electricity. For example, hydrogen can be used as the fuel gas, and air can be used as the oxidizing gas. The electric power generated by the fuel cell 110 is boosted by the boost converter 120 and supplied to the drive motor 300 or the external power supply device 700. The external power supply device 700 is a relay device for connecting the first fuel cell unit 100 and an external facility that is a power supply target. The external power supply apparatus 700 includes a power supply connector (not shown). A fuel cell electric circuit (not shown) is provided with a voltage sensor for measuring the power generation voltage of the fuel cell 110, a current sensor for measuring the power generation current of the fuel cell 110, and the like.

燃料ガス供給流路１３０は、燃料電池１１０と燃料ガスタンクユニット１４０とを接続する。燃料ガスタンクユニット１４０に貯蔵されている燃料ガスは、燃料ガス供給流路１３０を介して燃料電池１１０に導かれる。なお、燃料ガス供給流路１３０には、図示しない調圧弁やインジェクタ等が設けられている。   The fuel gas supply channel 130 connects the fuel cell 110 and the fuel gas tank unit 140. The fuel gas stored in the fuel gas tank unit 140 is guided to the fuel cell 110 via the fuel gas supply channel 130. The fuel gas supply channel 130 is provided with a pressure regulating valve, an injector, etc. (not shown).

燃料ガスタンクユニット１４０は、複数の燃料ガスタンク１５１〜１５５と、燃料ガス導出流路１６０と、圧力センサ１７０と、図示しない燃料ガス充填流路等とを備える。複数の燃料ガスタンク１５１〜１５５には、燃料ガスが貯蔵される。燃料ガス導出流路１６０は、燃料ガスタンク１５１〜１５５のそれぞれと燃料ガス供給流路１３０とを接続する。燃料ガスタンク１５１〜１５５のそれぞれに貯蔵されている燃料ガスは、燃料ガス導出流路１６０を介して燃料ガス供給流路１３０に導かれる。圧力センサ１７０は、燃料ガス導出流路１６０に設置されている。圧力センサ１７０は、燃料ガスの供給圧力を測定する。なお、燃料ガス導出流路１６０には、図示しない開閉弁等が設けられている。   The fuel gas tank unit 140 includes a plurality of fuel gas tanks 151 to 155, a fuel gas outlet passage 160, a pressure sensor 170, a fuel gas filling passage (not shown), and the like. Fuel gas is stored in the plurality of fuel gas tanks 151 to 155. The fuel gas outlet channel 160 connects each of the fuel gas tanks 151 to 155 to the fuel gas supply channel 130. The fuel gas stored in each of the fuel gas tanks 151 to 155 is guided to the fuel gas supply channel 130 via the fuel gas outlet channel 160. The pressure sensor 170 is installed in the fuel gas outlet channel 160. The pressure sensor 170 measures the supply pressure of the fuel gas. The fuel gas outlet passage 160 is provided with an open / close valve (not shown).

第１制御部１８０は、中央処理装置と主記憶装置とを備えるマイクロコンピュータによって構成されており、具体的にはＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。第１制御部１８０は、利用者の要求や、第１燃料電池ユニット１００内の各センサの測定値等に応じて、第１燃料電池ユニット１００内の各部の動作を制御する。   The first control unit 180 is configured by a microcomputer including a central processing unit and a main storage device, and is specifically an ECU (Electronic Control Unit). The first control unit 180 controls the operation of each unit in the first fuel cell unit 100 according to a user request, a measured value of each sensor in the first fuel cell unit 100, or the like.

第２燃料電池ユニット２００は、第１燃料電池ユニット１００と同様な構成を有する。第２燃料電池ユニット２００は、燃料電池２１０と、燃料ガス供給流路２３０と、燃料ガスタンクユニット２４０と、第２制御部２８０と、を有する。燃料電池２１０により発生された電力は、昇圧コンバータ２２０を介して駆動モータ４００、又は、外部給電装置８００に供給される。燃料ガスタンクユニット２４０は、複数の燃料ガスタンク２５１〜２５５と、燃料ガス導出流路２６０と、圧力センサ２７０と、を備える。第２制御部２８０は、利用者の要求や、第２燃料電池ユニット２００内の各センサの測定値等に応じて、第２燃料電池ユニット２００内の各部の動作を制御する。また、第１燃料電池ユニット１００の第１制御部１８０と第２燃料電池ユニット２００の第２制御部２８０は、互いに通信可能である。なお、第１燃料電池ユニット１００の燃料ガス供給流路１３０と第２燃料電池ユニット２００の燃料ガス供給流路２３０は、連結管３３０を介して連通されている。   The second fuel cell unit 200 has the same configuration as the first fuel cell unit 100. The second fuel cell unit 200 includes a fuel cell 210, a fuel gas supply channel 230, a fuel gas tank unit 240, and a second control unit 280. The electric power generated by the fuel cell 210 is supplied to the drive motor 400 or the external power supply device 800 via the boost converter 220. The fuel gas tank unit 240 includes a plurality of fuel gas tanks 251 to 255, a fuel gas outlet channel 260, and a pressure sensor 270. The second control unit 280 controls the operation of each unit in the second fuel cell unit 200 according to a user request, a measured value of each sensor in the second fuel cell unit 200, or the like. Further, the first control unit 180 of the first fuel cell unit 100 and the second control unit 280 of the second fuel cell unit 200 can communicate with each other. The fuel gas supply channel 130 of the first fuel cell unit 100 and the fuel gas supply channel 230 of the second fuel cell unit 200 are communicated with each other via a connecting pipe 330.

制御装置５００は、中央処理装置と主記憶装置とを備えるマイクロコンピュータによって構成されており、具体的にはＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。制御装置５００は、第１燃料電池ユニット１００の第１制御部１８０及び第２燃料電池ユニット２００の第２制御部２８０と互いに通信可能である。制御装置５００は、第１制御部１８０及び第２制御部２８０から取得した燃料電池ユニット発電情報や運転情報等を用いて、燃料電池ユニット１００，２００のそれぞれの単位時間あたりの燃料ガス消費量を推定する。また、制御装置５００は、推定された燃料電池ユニット１００，２００の単位時間あたりの燃料ガス消費量と、複数の燃料ガスタンク１５１〜１５５，２５１〜２５５の燃料ガス貯蔵量とを用いて、燃料電池システム１０の給電可能時間を推定する。   The control device 500 is configured by a microcomputer that includes a central processing unit and a main storage device, and is specifically an ECU (Electronic Control Unit). The control device 500 can communicate with the first control unit 180 of the first fuel cell unit 100 and the second control unit 280 of the second fuel cell unit 200. The control device 500 uses the fuel cell unit power generation information and the operation information acquired from the first control unit 180 and the second control unit 280 to calculate the fuel gas consumption per unit time of the fuel cell units 100 and 200. presume. In addition, the control device 500 uses the estimated fuel gas consumption per unit time of the fuel cell units 100 and 200 and the fuel gas storage amounts of the plurality of fuel gas tanks 151 to 155 and 251 to 255 to The power supply possible time of the system 10 is estimated.

ここで、「燃料ガス貯蔵量」とは、複数の燃料ガスタンク１５１〜１５５，２５１〜２５５に貯蔵されている燃料ガスの量である。複数の燃料ガスタンク１５１〜１５５の燃料ガス貯蔵量は、第１制御部１８０により、複数の燃料ガスタンク１５１〜１５５から燃料ガスが供給されるときの圧力センサ１７０の測定値を用いて推定することができる。複数の燃料ガスタンク２５１〜２５５の燃料ガス貯蔵量は、第２制御部２８０により、複数の燃料ガスタンク２５１〜２５５から燃料ガスが供給されるときの圧力センサ２７０の測定値を用いて推定することができる。なお、圧力センサ１７０，２７０の測定値を用いる代わりに、燃料ガスタンク１５１〜１５５，２５１〜２５５のそれぞれにタンク内部の圧力を測定する圧力センサを設け、その圧力センサの測定値を用いて燃料ガス貯蔵量を推定してもよい。また、「燃料電池システム１０の給電可能時間」とは、例えば燃料電池システム１０が搭載される車両以外の外部設備に、燃料電池システム１０から電力を供給できる時間である。具体的には、外部給電装置７００，８００に対して燃料電池ユニット１００，２００から電力を供給できる時間である。   Here, the “fuel gas storage amount” is the amount of fuel gas stored in the plurality of fuel gas tanks 151 to 155 and 251 to 255. The amount of fuel gas stored in the plurality of fuel gas tanks 151 to 155 can be estimated by using the measured value of the pressure sensor 170 when the fuel gas is supplied from the plurality of fuel gas tanks 151 to 155 by the first control unit 180. it can. The amount of fuel gas stored in the plurality of fuel gas tanks 251 to 255 can be estimated by using the measured value of the pressure sensor 270 when the fuel gas is supplied from the plurality of fuel gas tanks 251 to 255 by the second control unit 280. it can. Instead of using the measured values of the pressure sensors 170 and 270, each of the fuel gas tanks 151 to 155 and 251 to 255 is provided with a pressure sensor for measuring the pressure inside the tank, and the fuel gas is measured using the measured value of the pressure sensor. The storage amount may be estimated. The “power supply time of the fuel cell system 10” is a time during which power can be supplied from the fuel cell system 10 to external equipment other than the vehicle on which the fuel cell system 10 is mounted, for example. Specifically, it is a time during which power can be supplied from the fuel cell units 100 and 200 to the external power supply devices 700 and 800.

図２は、制御装置５００が給電可能時間を推定する処理の詳細を説明するフローチャートである。図２に示す処理は、燃料電池システム１０の運転中に繰り返して実行される。ステップＳ１１０において、制御装置５００は、第１燃料電池ユニット１００の単位時間あたりの燃料ガス消費量を推定する。ステップＳ１２０において、制御装置５００は、第２燃料電池ユニット２００の単位時間あたりの燃料ガス消費量を推定する。ここで、図３と図４と図５とを用いて、単位時間あたりの燃料ガス消費量の推定方法を説明する。   FIG. 2 is a flowchart for explaining the details of the process in which the control device 500 estimates the power supply possible time. The process shown in FIG. 2 is repeatedly executed during operation of the fuel cell system 10. In step S110, the control device 500 estimates the fuel gas consumption per unit time of the first fuel cell unit 100. In step S120, the control apparatus 500 estimates the fuel gas consumption per unit time of the second fuel cell unit 200. Here, the estimation method of the fuel gas consumption per unit time is demonstrated using FIG.3, FIG.4 and FIG.5.

図３は、第１燃料電池ユニット１００における要求発電電力量と間欠運転要求と推定燃料ガス消費量の時間変化を例示する説明図である。要求発電電力量のグラフは、例えば第１制御部１８０（図１）の要求に応じた燃料電池１１０（図１）の発電電力量を示している。間欠運転の要求がなされた場合には、第１制御部１８０は、燃料電池１１０の発電を一時的に停止させる。図３の例では、第１燃料電池ユニット１００に対して、間欠運転の要求がなされていない。制御装置５００は、例えば予め制御装置５００に記憶されている燃料ガス消費量変換マップ（後述）を用いて、第１制御部１８０から取得した要求発電電力量を利用して、第１燃料電池ユニット１００の単位時間あたりの燃料ガス消費量を推定する。   FIG. 3 is an explanatory view exemplifying the time change of the required power generation amount, the intermittent operation request, and the estimated fuel gas consumption in the first fuel cell unit 100. The graph of the required power generation amount indicates, for example, the power generation amount of the fuel cell 110 (FIG. 1) in response to a request from the first control unit 180 (FIG. 1). When the request for intermittent operation is made, the first control unit 180 temporarily stops the power generation of the fuel cell 110. In the example of FIG. 3, the first fuel cell unit 100 is not requested to perform intermittent operation. The control device 500 uses, for example, a requested fuel generation amount acquired from the first control unit 180 using a fuel gas consumption conversion map (described later) stored in the control device 500 in advance, and uses the first fuel cell unit. Estimate 100 fuel gas consumption per unit time.

図４は、第２燃料電池ユニット２００における要求発電電力量と間欠運転要求と推定燃料ガス消費量の時間変化を例示する説明図であり、図３に対応する図である。図４の例では、時刻Ｔ１以降では、第２燃料電池ユニット２００に対して間接運転の要求がなされている。このため、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間では、第２制御部２８０から第２燃料電池ユニット２００への要求発電電力量はゼロである。また、時刻Ｔ２以降では、燃料電池２１０の劣化を抑制するために、第２制御部２８０は燃料電池２１０に微小な電力を発生させている。制御装置５００は、燃料ガス消費量変換マップを用いて、第２制御部２８０から取得した要求発電電力量を利用して、第２燃料電池ユニット２００の単位時間あたりの燃料ガス消費量を推定する。   FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating the time change of the required power generation amount, the intermittent operation request, and the estimated fuel gas consumption in the second fuel cell unit 200, and corresponds to FIG. In the example of FIG. 4, after the time T <b> 1, an indirect operation request is made to the second fuel cell unit 200. For this reason, the required power generation amount from the second control unit 280 to the second fuel cell unit 200 is zero between time T1 and time T2. Further, after time T <b> 2, the second control unit 280 generates minute electric power in the fuel cell 210 in order to suppress deterioration of the fuel cell 210. The control device 500 estimates the fuel gas consumption per unit time of the second fuel cell unit 200 using the requested power generation amount acquired from the second control unit 280 using the fuel gas consumption conversion map. .

図５は、燃料電池１１０（２１０）の電流−電圧特性曲線Ｉ−Ｖと、発電電力量曲線Ｐと、発電効率曲線ηとを例示する図である。「発電効率」とは、燃料電池１１０（２１０）に供給された燃料ガスの量に対して実際に発電に利用された燃料ガスの量の比率である。燃料電池ユニット１００（２００）の単位時間あたりの燃料ガス消費量の推定に用いられる燃料ガス消費量変換マップは、例えば図５を利用して作成できる。燃料ガス消費量変換マップは、例えば、図５により、燃料電池１１０（２１０）の発電電力量と対応する発電電流に応じて発電に利用された燃料ガスの量を求めた後、その発電電流と対応する発電効率を用いて燃料電池１１０（２１０）に供給された燃料ガスの量を求めるように作成され得る。   FIG. 5 is a diagram illustrating a current-voltage characteristic curve IV, a generated power amount curve P, and a power generation efficiency curve η of the fuel cell 110 (210). “Power generation efficiency” is the ratio of the amount of fuel gas actually used for power generation to the amount of fuel gas supplied to the fuel cell 110 (210). A fuel gas consumption conversion map used for estimating the fuel gas consumption per unit time of the fuel cell unit 100 (200) can be created using, for example, FIG. The fuel gas consumption conversion map is obtained by, for example, obtaining the amount of fuel gas used for power generation according to the power generation current corresponding to the power generation power of the fuel cell 110 (210), as shown in FIG. A corresponding power generation efficiency may be used to determine the amount of fuel gas supplied to the fuel cell 110 (210).

図２に戻り、ステップＳ１３０において、制御装置５００は、第１燃料電池ユニット１００及び第２燃料電池ユニット２００のそれぞれの単位時間あたりの燃料ガス消費量の合計を算出する。具体的には、例えば、制御装置５００は、図３に示す時刻Ｔ０に対応する推定燃料ガス消費量Ｃｕ１と、図４に示す時刻Ｔ０に対応する推定燃料ガス消費量Ｃｕ２との和を算出する。ステップＳ１４０において、制御装置５００は、複数の燃料ガスタンク１５１〜１５５，２５１〜２５５の燃料ガス貯蔵量を算出する。具体的には、例えば、制御装置５００は、図３及び図４に示す時刻Ｔ０に第１制御部１８０から取得した燃料ガスタンク１５１〜１５５の燃料ガス貯蔵量と第２制御部２８０から取得した燃料ガスタンク２５１〜２５５の燃料ガス貯蔵量との和を算出する。ステップＳ１５０において、制御装置５００は、燃料電池システム１０の給電可能時間を推定する。具体的には、例えば、制御装置５００は、ステップＳ１３０で算出された時刻Ｔ０における燃料ガス消費量で、ステップＳ１４０で算出された時刻Ｔ０における燃料ガス貯蔵量を割ることによって、時刻Ｔ０における燃料電池システム１０の給電可能時間を算出する。ステップＳ１５０を実行した後、制御装置５００は、給電可能時間推定処理を終了する。なお、制御装置５００は、算出された給電可能時間を利用者に通知するようにしてもよい。   Returning to FIG. 2, in step S <b> 130, the control device 500 calculates the total fuel gas consumption per unit time of the first fuel cell unit 100 and the second fuel cell unit 200. Specifically, for example, control device 500 calculates the sum of estimated fuel gas consumption amount Cu1 corresponding to time T0 shown in FIG. 3 and estimated fuel gas consumption amount Cu2 corresponding to time T0 shown in FIG. . In step S140, the control device 500 calculates the fuel gas storage amounts of the plurality of fuel gas tanks 151 to 155 and 251 to 255. Specifically, for example, the control device 500 determines the amount of fuel gas stored in the fuel gas tanks 151 to 155 acquired from the first control unit 180 and the fuel acquired from the second control unit 280 at time T0 shown in FIGS. The sum with the fuel gas storage amount of the gas tanks 251 to 255 is calculated. In step S150, the control device 500 estimates the power supply possible time of the fuel cell system 10. Specifically, for example, the control device 500 divides the fuel gas consumption amount at the time T0 calculated in Step S140 by the fuel gas consumption amount at the time T0 calculated in Step S130, so that the fuel cell at the time T0. The power supply possible time of the system 10 is calculated. After executing Step S150, the control device 500 ends the power feedable time estimation process. Note that the control device 500 may notify the user of the calculated power supply available time.

なお、ステップＳ１３０は、省略されてもよい。この場合には、ステップＳ１４０において、制御装置５００は、第１制御部１８０及び第２制御部２８０から、燃料ガスタンク１５１〜１５５の燃料ガス貯蔵量と燃料ガスタンク２５１〜２５５の燃料ガス貯蔵量を取得する。ステップＳ１５０において、制御装置５００は、第１燃料電池ユニット１００の単位時間あたりの燃料ガス消費量と燃料ガスタンク１５１〜１５５の燃料ガス貯蔵量とを用いて第１燃料電池ユニット１００の給電可能時間を算出し、第２燃料電池ユニット２００の単位時間あたりの燃料ガス消費量と燃料ガスタンク２５１〜２５５の燃料ガス貯蔵量とを用いて第２燃料電池ユニット２００の給電可能時間を算出する。その後、制御装置５００は、燃料電池ユニット１００，２００のそれぞれの給電可能時間を合算することによって、燃料電池システム１０の給電可能時間を算出してもよい。なお、ステップＳ１１０とステップＳ１２０の順番は任意である。   Note that step S130 may be omitted. In this case, in step S140, the control device 500 acquires the fuel gas storage amounts of the fuel gas tanks 151 to 155 and the fuel gas storage amounts of the fuel gas tanks 251 to 255 from the first control unit 180 and the second control unit 280. To do. In step S150, the control device 500 uses the fuel gas consumption per unit time of the first fuel cell unit 100 and the fuel gas storage amounts of the fuel gas tanks 151 to 155 to determine the power supply possible time of the first fuel cell unit 100. The power supply possible time of the second fuel cell unit 200 is calculated using the fuel gas consumption per unit time of the second fuel cell unit 200 and the fuel gas storage amounts of the fuel gas tanks 251 to 255. Thereafter, the control device 500 may calculate the power feedable time of the fuel cell system 10 by adding the power feedable times of the fuel cell units 100 and 200 together. Note that the order of step S110 and step S120 is arbitrary.

以上説明したように、一実施形態では、制御装置５００は、第１燃料電池ユニット１００及び第２燃料電池ユニット２００のそれぞれの単位時間あたりの燃料ガス消費量を推定し、推定された単位時間あたりの燃料ガス消費量と複数の燃料ガスタンク１５１〜１５５，２５１〜２５５の燃料ガス貯蔵量とを用いて、燃料電池システム１０の給電可能時間を推定する。こうすれば、各燃料電池ユニット１００，２００のそれぞれの要求発電電力量や運転状態が異なる場合でも、各燃料電池ユニット１００，２００のそれぞれの単位時間あたりの燃料ガス消費量を推定することにより、燃料電池システム１０の給電可能時間を推定できる。   As described above, in one embodiment, the control device 500 estimates the fuel gas consumption per unit time of the first fuel cell unit 100 and the second fuel cell unit 200, and per estimated unit time. Of the fuel cell system 10 and the fuel gas storage amounts of the plurality of fuel gas tanks 151 to 155 and 251 to 255 are used to estimate the power supply possible time of the fuel cell system 10. In this way, even when the required power generation amount and the operation state of each fuel cell unit 100, 200 are different, by estimating the fuel gas consumption per unit time of each fuel cell unit 100, 200, The power supply possible time of the fuel cell system 10 can be estimated.

なお、一実施形態では、燃料電池システム１０は、第１燃料電池ユニット１００及び第２燃料電池ユニット２００を有しているが、燃料電池システム１０は、三つ以上の燃料電池ユニットを有してもよい。また、一実施形態では、各燃料電池ユニット１００，２００のそれぞれは、複数の燃料ガスタンク１５１〜１５５，２５１〜２５５を有しているが、各燃料電池ユニット１００，２００のそれぞれは、一つの燃料ガスタンクを有してもよい。   In the embodiment, the fuel cell system 10 includes the first fuel cell unit 100 and the second fuel cell unit 200. However, the fuel cell system 10 includes three or more fuel cell units. Also good. In the embodiment, each of the fuel cell units 100 and 200 includes a plurality of fuel gas tanks 151 to 155 and 251 to 255, but each of the fuel cell units 100 and 200 includes one fuel. You may have a gas tank.

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be realized with various configurations without departing from the spirit of the present invention. For example, the technical features in the embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are intended to solve part or all of the above-described problems, or one of the above-described effects. In order to achieve part or all, replacement or combination can be appropriately performed. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

１０…燃料電池システム
１００…第１燃料電池ユニット
１１０…燃料電池
１２０…昇圧コンバータ
１３０…燃料ガス供給流路
１４０…燃料ガスタンクユニット
１５１〜１５５…燃料ガスタンク
１６０…燃料ガス導出流路
１７０…圧力センサ
１８０…第１制御部
２００…第２燃料電池ユニット
２１０…燃料電池
２２０…昇圧コンバータ
２３０…燃料ガス供給流路
２４０…燃料ガスタンクユニット
２５１〜２５５…燃料ガスタンク
２６０…燃料ガス導出流路
２７０…圧力センサ
２８０…第２制御部
３００…駆動モータ
３３０…連結管
４００…駆動モータ
５００…制御装置
７００…外部給電装置
８００…外部給電装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell system 100 ... 1st fuel cell unit 110 ... Fuel cell 120 ... Boost converter 130 ... Fuel gas supply flow path 140 ... Fuel gas tank unit 151-155 ... Fuel gas tank 160 ... Fuel gas outlet flow path 170 ... Pressure sensor 180 ... 1st control part 200 ... 2nd fuel cell unit 210 ... Fuel cell 220 ... Boost converter 230 ... Fuel gas supply flow path 240 ... Fuel gas tank unit 251-255 ... Fuel gas tank 260 ... Fuel gas outlet flow path 270 ... Pressure sensor 280 ... 2nd control part 300 ... Drive motor 330 ... Connecting pipe 400 ... Drive motor 500 ... Control apparatus 700 ... External power supply apparatus 800 ... External power supply apparatus

Claims (1)

燃料電池システムであって、
燃料ガスタンクと、前記燃料ガスタンクに貯蔵されている燃料ガスを利用して発電する燃料電池とを有する複数の燃料電池ユニットと、
前記複数の燃料電池ユニットのそれぞれの単位時間あたりの燃料ガス消費量を推定し、推定された前記単位時間あたりの燃料ガス消費量と前記燃料ガスタンクの燃料ガス貯蔵量とを用いて、前記燃料電池システムの給電可能時間を推定する制御装置と、
を備える燃料電池システム。 A fuel cell system,
A plurality of fuel cell units each having a fuel gas tank and a fuel cell that generates power using the fuel gas stored in the fuel gas tank;
The fuel cell consumption amount per unit time of each of the plurality of fuel cell units is estimated, and the estimated fuel gas consumption amount per unit time and the fuel gas storage amount of the fuel gas tank are used. A control device for estimating the power supply possible time of the system;
A fuel cell system comprising:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022154972A (en) * 2021-03-30 2022-10-13 本田技研工業株式会社 Electric power system and electric power control device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0992318A (en) * 1995-09-22 1997-04-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Portable fuel cell device
JP2005197132A (en) * 2004-01-08 2005-07-21 Honda Motor Co Ltd Power generation possible time calculating device of fuel cell
JP2007073473A (en) * 2005-09-09 2007-03-22 Nissan Motor Co Ltd Control unit of fuel cell vehicle
JP2015138760A (en) * 2014-01-24 2015-07-30 株式会社デンソー power output device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0992318A (en) * 1995-09-22 1997-04-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Portable fuel cell device
JP2005197132A (en) * 2004-01-08 2005-07-21 Honda Motor Co Ltd Power generation possible time calculating device of fuel cell
JP2007073473A (en) * 2005-09-09 2007-03-22 Nissan Motor Co Ltd Control unit of fuel cell vehicle
JP2015138760A (en) * 2014-01-24 2015-07-30 株式会社デンソー power output device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022154972A (en) * 2021-03-30 2022-10-13 本田技研工業株式会社 Electric power system and electric power control device
JP7281499B2 (en) 2021-03-30 2023-05-25 本田技研工業株式会社 power system

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