JP2019508841A - 燃料電池コントローラ、燃料電池システム、および動作方法 - Google Patents

燃料電池コントローラ、燃料電池システム、および動作方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2019508841A
JP2019508841A JP2018537474A JP2018537474A JP2019508841A JP 2019508841 A JP2019508841 A JP 2019508841A JP 2018537474 A JP2018537474 A JP 2018537474A JP 2018537474 A JP2018537474 A JP 2018537474A JP 2019508841 A JP2019508841 A JP 2019508841A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
upper limit
cell system
controller
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018537474A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019508841A5 (ja
JP6946308B2 (ja
Inventor
モグヒミ、シャヒン
ラマ、プラタプ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intelligent Energy Ltd
Original Assignee
Intelligent Energy Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intelligent Energy Ltd filed Critical Intelligent Energy Ltd
Publication of JP2019508841A publication Critical patent/JP2019508841A/ja
Publication of JP2019508841A5 publication Critical patent/JP2019508841A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6946308B2 publication Critical patent/JP6946308B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04544—Voltage
    • H01M8/04552—Voltage of the individual fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/043—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
    • H01M8/04302—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during start-up
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04544—Voltage
    • H01M8/04559—Voltage of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04574—Current
    • H01M8/04582—Current of the individual fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04574—Current
    • H01M8/04589—Current of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04664—Failure or abnormal function
    • H01M8/04671—Failure or abnormal function of the individual fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04664—Failure or abnormal function
    • H01M8/04679—Failure or abnormal function of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04895—Current
    • H01M8/0491—Current of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • H01M8/1006—Corrugated, curved or wave-shaped MEA
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

１つの出力に電流を供給するように一緒に配列された複数の燃料電池を有する燃料電池システムの動作を制御する燃料電池コントローラであり、当該コントローラは、上記出力に上記燃料電池システムによって供給される電流の変化速度に関する上限を、これら燃料電池のうちの１または複数の燃料電池の少なくとも１つの電気パラメータ、例えば、これら複数の燃料電池の中の特定の燃料電池の最小電圧（ＶＭＣＶ）に基づいて動的に決定する。【選択図】図３

Description

この発明は、燃料電池システムの動作を制御するための燃料電池コントローラに関し、とくに、電力出力の過渡的変化を能動的に管理するための燃料電池コントローラに関する。この発明は、また、燃料電池システムの動作方法に関する。この発明は、また、上記コントローラを含む燃料電池システムに関する。
従来の電気化学燃料電池は、燃料および酸化剤を電気エネルギおよび反応生成物に変換する。慣用的なタイプの電気化学燃料電池は、膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）を有し、このＭＥＡは、アノードとカソードとの間に高分子イオン（プロトン）伝達膜を含み、またガス拡散構造を含む。水素などの燃料と、空気からの酸素などの酸化剤とは、反応生成物として電気エネルギおよび水を生成するために、ＭＥＡのそれぞれの側面を通過する。別個のアノード流体流路およびカソード流体流路が配置された多数のこのような燃料電池を有するスタックが形成されてもよい。このようなスタックは、典型的には、ブロック形態であり、このブロックは、スタックのいずれかの端部で、エンドプレートによって一緒に保持された多数の個別の燃料電池プレートを有する。
効率的な操作のために、ポリマ製イオン移送膜が水和したままであることが重要である。また、スタックの温度を制御することも重要である。したがって、冷却剤が、冷却および／または水和のためにスタックに供給されてもよい。温度と冷却剤／水和流体の利用可能性とが、燃料電池の性能に影響を及ぼす可能性がある。しかし、燃料電池システムの性能は、また、ビルドおよびアセンブリの欠陥であれ、くわえて発生した劣化であれ、燃料電池システムの材料の品質に依存する。したがって、スタックの動作に影響する可能性がある複数の問題がある。さらに、燃料電池が期待通りの性能を発揮しない場合、起こる電気化学反応は望ましくなく、表面、コーティングおよび／または膜の劣化を引き起こす可能性がある。
この発明の第１の態様によれば、出力端に電流を供給するように一緒に配置された複数の燃料電池を含む燃料電池システムの動作を制御するための燃料電池コントローラが提供され、この燃料電池コントローラは、燃料電池システムによって供給される電流の変化速度の上限を、燃料電池システムの燃料電池のうちの１つ、またはそれ以上の燃料電池の少なくとも１つの電気パラメータに基づいて動的に決定するように構成され、また、当該上限に従って、少なくとも電流出力の変動に関して燃料電池システムを制御する。
これは、燃料電池の電気的な健全性に基づく電流出力の制御は効果的な制御を実現できるという点から、有益である。
１または複数の実施例において、上記電気パラメータまたはその各々が、上記出力において上記燃料電池システムによって供給される電流の変化速度に関する候補上限と、予め定められた関数によって関係づけられ、上記コントローラは上記候補上限またはその各々を用いて上記上限を決定するように構成される。
１または複数の実施例において、上記コントローラが複数の電気パラメータに基づいて上記上限を動的に設定するように構成され、かつ、上記コントローラが、予め定められた基準に基づいて、上記上限として、上記候補上限のうちの１つを選択することにより上記上限を決定するように構成される。
１または複数の実施例において、上記少なくとも１つの電気パラメータは、
（ｉ）上記複数の燃料電池の最も低い電圧を持つ、上記燃料電池システムの１つの燃料電池の電圧を有する、最小電池電圧；
（ｉｉ）上記燃料電池システムの上記複数の燃料電池のうちの少なくとも２つの燃料電池の平均電圧に基づく電圧；
（ｉｉｉ）上記燃料電池システムの上記複数の燃料電池のうちの大多数の燃料電池の平均電圧に基づく電圧；
（ｉｖ）最小の電圧を有する、上記燃料電池システムのうちの１つの燃料電池の電圧から、上記燃料電池システムの上記複数の燃料電池の平均代表値を引いた電圧を有するスプレッド電圧；および
（ｖ）上記燃料電池システムの上記複数の燃料電池の平均代表値から、最小の電圧を有する、上記燃料電池システムのうちの１つの燃料電池の電圧を引いた電圧を有する逆スプレッド電圧
のうちの１つまたは複数を有する。
１または複数の実施例において、上記予め定められた基準は、上記候補上限のうちの最も小さいものを上記上限として選択する。
１または複数の実施例において、上記予め定められた関数は、正および負の上限を供給するように構成され、負の上限を決定する際に、上記コントローラは、上記燃料電池システムを制御して、上記負の上限を上回ることなく上記電力出力を自動的に減少させ、他方、正の上限を決定する際に、上記コントローラは、上記燃料電池システムを制御して、電流出力の変化が要求されるときに上記上限が強制されるようになす。
１または複数の実施例において、上記電気パラメータは、少なくとも；
上記複数の燃料電池の最も低い電圧を持つ、上記燃料電池システムの１つの燃料電池の電圧を有する、最小電池電圧を有し；
上記コントローラは、予め定められた関数を使用して、上記最小電池電圧を、上記上限を決定するために使用される上記変化速度に関する候補上限にマッピングするように構成され、上記予め定められた関数は、最小電池電圧閾値を下回る、第１の領域であって、上記燃料電池システムによって上記出力に供給される電流の上記変化速度に関する上記上限が負である、上記第１の領域と、上記最小電池電圧閾値を上回る、第２の領域であって、上記燃料電池システムによって上記出力に供給される電流の上記変化速度に関する上記上限が正である、上記第２の領域とを有する。
１または複数の実施例において、上記電気パラメータは、少なくとも；
上記複数の燃料電池の最も低い電圧を持つ、上記燃料電池システムの１つの燃料電池の電圧を有する、最小電池電圧を有し；
上記コントローラは、予め定められた関数を使用して、上記最小電池電圧を、上記上限を決定するために使用される上記変化速度に関する候補上限にマッピングするように構成され、上記予め定められた関数は、最小電池電圧の増加に関連して、限界増加領域と、後続の限界減少領域とを有し、
上記限界増加領域は、最小電池電圧を増加させると上記候補上限を増加させ、
上記限界減少領域は、最小電池電圧を増加させると上記候補上限を減少させる。
１または複数の実施例において、上記電気パラメータは、少なくとも；
上記複数の燃料電池の最も低い電圧を持つ、上記燃料電池システムの１つの燃料電池の電圧を有する、最小電池電圧を有し；
上記コントローラは、予め定められた関数を使用して、上記最小電池電圧を、上記上限を決定するために使用される上記変化速度に関する候補上限にマッピングするように構成され、上記予め定められた関数は、第２最小電池電圧ＶＭＣＶ２おおび第３最小電池電圧閾値ＶＭＣＶ３の間の上記候補上限として供給される最大許容上限Ｌｍａｘを有し、上記第２の閾値および上記第３の閾値の間で、上記候補上限が上記最大許容上限より小さい値に設定される。
１または複数の実施例において、上記電気パラメータは、少なくとも；
最小の電圧を有する、上記燃料電池システムのうちの１つの燃料電池の電圧から、上記燃料電池システムの上記複数の燃料電池の平均代表値を引いた電圧を有するスプレッド電圧を有し；
上記コントローラは、予め定められた関数を使用して、上記最小電池電圧を、上記上限を決定するために使用される上記変化速度に関する候補上限にマッピングするように構成され、上記予め定められた関数は、スプレッド電圧閾値を下回る、第１の領域であって、上記燃料電池システムによって上記出力に供給される電流の上記変化速度に関する上記上限が負である、上記第１の領域と、上記スプレッド電圧閾値を上回る、第２の領域であって、上記燃料電池システムによって上記出力に供給される電流の上記変化速度に関する上記上限が正である、上記第２の領域とを有する。
１または複数の実施例において、上記コントローラは、上記燃料電池システムの上記電気出力の変化を監視し、上記出力に供給される電流の上記変化速度が予め定められた量内に近づき、上記上限に到達または上回ったことに応じて上記燃料電池システムを制御して上記出力に供給される電流の上記変化速度を減少させるように構成される。
１または複数の実施例において、上記コントローラは、上記出力の所望の電力出力を有する電力指示を受け取るように構成され、上記コントローラは、さらに、上記燃料電池システムを制御して、上記電力指示に応じて上記電流を上記出力に供給し、上記電流出力の上記変化速度が上記上限を越えないようになす。
１または複数の実施例において、上記コントローラはユーザから電力指示を受け取るためのユーザインターフェースを含む。
１または複数の実施例において、上記コントローラは、１つまたは複数の電気パラメータ動作限界が上回っている場合に復旧電力指示を受け取るように構成され、上記コントローラは、さらに、上記燃料電池システムを制御して、上記復旧電力指示に応じて上記電流を上記出力に供給し、上記電流出力の上記変化速度が上記上限を越えないようになす。
この発明の他の側面によれば、１つの出力に電流を供給するように一緒に配列された複数の燃料電池と、先行する請求項のいずれかに従って上記燃料電池システムを制御して上記出力に供給される上記電流の変化速度について上限を供給するように構成されたコントローラとを有する燃料電池システムが供給される。
この発明の他の側面によれば、１つの出力に電流を供給するように一緒に配列された複数の燃料電池を有する燃料電池システムの動作を制御する方法において、
上記燃料電池システムによって上記出力に供給される電流の変化速度に関する上限を、上記燃料電池システムの上記燃料電池のうちの１または複数の燃料電池の少なくとも１つの電気パラメータに基づいて決定することを特徴とする、上記方法が提供される。
この発明の他の側面によれば、 コンピュータプログラム、または命令を具備するコンピュータプログラム製品であって、プロセッサで実行されるときに、上記プロセッサが、信号を供給して、
上記燃料電池システムによって上記出力に供給される電流の変化速度に関する上限を、上記燃料電池システムの上記燃料電池のうちの１または複数の燃料電池の少なくとも１つの電気パラメータに基づいて決定し、
上記上限に応じて上記燃料電池システムの少なくとも上記電流出力の変化に関して上記燃料電池システムを制御することを特徴とするコンピュータプログラムまたはコンピュータプログラム製品が提供される。
以下の図面を参照して、この発明の実施例の詳細な説明が、単なる一例として、以下に続く。
燃料電池システムの模式図を示す。 例示的な燃料電池コントローラの模式図を示す。 燃料電池コントローラによって適用される第１の例示的な制御マップを示す。 燃料電池コントローラによって適用される第２の制御マップを示す。 例示的な方法を示すフローチャートを示す。 例示的な方法を実施するためのコンピュータプログラムコードを含むコンピュータ可読媒体を示す図である。
これらの図は、この例では、複数のプロトン交換膜燃料電池２が積み重ねられた燃料電池スタックを含む燃料電池アセンブリを有する燃料電池システム１を示している。この例の燃料電池アセンブリは、蒸発冷却される燃料電池アセンブリを有する。アセンブリの燃料電池２は、アノード入口３を通る水素のような燃料の流れと、カソード入口４を通る空気のような酸化剤の流れを受け取るように構成される。アノード排気口５は、燃料の流通を可能にするために設けられる。カソード排気口６は、酸化剤の流通を可能にするために設けられている。この例では燃料電池スタックが示されているが、コントローラは平面燃料電池装置またはその他の燃料電池装置にも適用可能であることが理解されるであろう。
燃料電池コントローラ１０は、燃料電池システムの動作を制御するために設けられている。コントローラ１０は、また、電気センサなどの１つ以上のセンサ１１（概略的に示す）を介して、燃料電池アセンブリ２の性能の１つまたは複数の測定値を受け取って良い。センサは、１つまたは複数の燃料電池または電池群からの電圧および／または電流を測定するための電圧計および／または電流計などの電気的特性測定センサを備えて良い。センサは、温度センサ、酸化剤／燃料流量センサ、酸化剤／燃料温度センサ、酸化剤／燃料ポンプ／圧縮機デューティセンサなどをさらに含んで良い。
燃料電池コントローラ１０は、センサからの生の測定値を用いて燃料電池システム１を能動的に制御するように構成されている。制御は、電気出力を制御すること、燃料および／または酸化剤の流量を制御することによって、または、センサの測定に影響を与えることができる他の方法によって実行されて良い。したがって、コントローラ１０は、燃料電池システム１の閉ループフィードバック制御を実行して良い。
図２は、コントローラ１０の模式図を示す。コントローラ１０は、燃料電池システムの燃料電池２のうちの１つまたはそれ以上の燃料電池の少なくとも１つの電気パラメータに基づいて、燃料電池システム１によって出力７に供給される電流の変化速度に関する上限２０を能動的に決定するように構成される。この例では、上限２０を決定するために２つの電気的パラメータ、すなわち、第１の電気的パラメータおよび第２の電気的パラメータが使用される。
コントローラ１０は、２１において、燃料電池システムを形成する複数の燃料電池２の平均電池電圧の実測値を受信するように構成される。実測値は、時間窓にわたる移動平均を含むような、平均および／または、フィルタ後の測定値を有して良い。コントローラは、燃料電池の各々から複数の電圧測定値を受け取り、平均値それ自体を決定してもよいことが理解されよう。
さらに、コントローラ１０は、２２において、最小電池電圧の実測値を受け取るように構成され、この実測値は、複数の燃料電池２の最も低い電圧を有する燃料電池システム１の燃料電池２の電圧を有する。実測値は、時間窓にわたって移動平均を含むような、平均および／または、フィルタ後の測定値を有して良い。コントローラは、燃料電池の各々から複数の電圧測定値を受け取り、最小電池電圧自体を決定することができることが理解されよう。
この実施例において、コントローラは平均燃料電池電圧および最小電池電圧を使用して平均電池電圧から最小電池電圧をマイナスした値を２３において計算するように構成される。他の例では、異なる要素がコントローラに「最小−平均」の実測値を供給して良い。参照を容易にするため、計算された平均電池電圧から最小電池電圧を差し引いたものをスプレッド電圧と呼ぶ。
これらの２つの電気的パラメータの一方または両方の使用は、特に燃料電池システムの健康状態を示すことが判明しており、したがって、燃料電池システムの電流過渡変化を制御するのに有効であることが見出されている。この実施例では、上限を決定するために２つの電気的パラメータが使用されるが、他の実施例では、異なる、または、より多いまたはより少ない、電気的パラメータが使用されて良いであろう。
各電気的パラメータは、燃料電池システムによって出力端に供給される電流の変化速度に関する上限候補に、予め定められた関数２４、２５を使用するコントローラによって、関連付けられる。予め定められた関数２４、２５については、図４および図５を参照して以下でより詳細に検討される。
コントローラ１０は、予め定められた関数２４、２５の出力２６に基づいて能動的に上限を設定するように構成される。コントローラは、予め定められた基準に基づいて候補上限のうちの１つを選択することによって上限２０を決定するように構成される。この例では、予め定められた基準は、最終的な上限として２４、２５から得られた候補上限のうちの低い方を選択することを有する。
この例では、予め定められた基準は２４、２５からの上限のうち低い方を選択することを含むが、予め定められた基準は、電気的パラメータまたは他のセンサに基づいて候補の上限のより高い方を選択すること、または、候補の上限の１つを選択することを含んで良い。例えば、寒い条件下では、選択を一方向に、暖かい条件下で異なる方向で行うことが好ましいことがあり、したがって選択は温度に基づいて良い。
さらに、コントローラ１０は、この例では、候補上限の１つを最終的な上限として選択するように構成されているが、コントローラは、候補上限を組み合わせて上限を形成する関数を使用して良い。例えば、この関数は、候補上限の平均値を採用することを含んで良く、または、候補上限と組み合わせて過去の上限を使用して良い。
この例では、コントローラ１０は、電力指示または電流設定点２７を受け取るように示されている。次に、コントローラ１０は、電流設定点２７、出力７における現在の電流出力および上限２０を使用して、２８に示すように燃料電池システムを制御する。燃料電池システムの制御は、この例では、燃料電池システムを電流出力の変化速度の上限を超えることなく電流設定点に向かって移動させる制御信号２９を出力することを含む。したがって、制御信号２９は、現在の電流出力と現在の設定値との間に、上限に違反しない期間にわたって供給するための複数の中間電力指示を有して良い。これにより、電流過渡変化が効果的に管理される。
コントローラは、ユーザ入力から導出された電力指示２７を受信するためのユーザインターフェースを含んで良い。燃料電池システムが車両の一部を形成する場合、ユーザインターフェースは車両制御装置の一部を形成して良い。
この例では、現在の設定点２７が第２のコントローラ３０から受信されるように示されている。第２のコントローラは、コントローラ１０に対する異なるパラメータに基づいて現在の設定点を決定して良い。１つまたは複数の例では、コントローラ１０は、燃料電池２の電気パラメータに基づいて（例えば、単独で、または、これを主として）制御を行って良く、他方、第２のコントローラは、燃料電池２を介して供給される流体の測定値に基づいて制御を行って良い。第２のコントローラ３０は、電力指示または電流設定点を３１で受信するように構成されている。この電流設定点は、ユーザによって定義されてもよく、またはさらに別のコントローラによって定義されてもよい。第２のコントローラ３０は、燃料電池スタック２に供給される１つ以上の流体の量および／または流速および／または温度を少なくとも含むセンサデータをさらに受け取る。流体は、燃料流、酸化剤流および／または水和流体または冷却流体を含んで良い。したがって、第２のコントローラ３０は、コントローラ１０が動作する、センサデータ３２および要求済み電流設定点３１に基づいて、現在の設定点２７を決定するように構成される。他の実施例では、第２のコントローラは、別の方法でコントローラ１０と一体化されてもよいことが理解されよう。
図３は、測定された最小電池電圧を電流の変化速度の候補上限にマッピングするために、ステップ２４でコントローラ１０によって使用される予め定められた関数４０を示す。
予め定められた関数４０は、第１の最小電池電圧閾値ＶＭＣＶ１以下では、コントローラが、出力７における負の電流変化速度の上限を設定するように構成されることを示す。さらに、この予め定められた関数は、第１の最小電池電圧閾値ＶＭＣＶ１を超えると、コントローラが、出力７における電流の変化速度の正の値に上限を設定するように構成されていることを示す。この例では、第１閾値ＶＭＣＶ１は実質的に０．４５Ｖである。
予め定められた関数は、第２の最小電池電圧閾値ＶＭＣＶ２と第３の最小電池電圧閾値ＶＭＣＶ３との間に提供される最大許容上限Ｌｍａｘをさらに備えてもよく、第２の閾値未満で第３の閾値を超える場合、上限はａ最大許容上限を下回る値に設定される。この例では、最大許容上限Ｌｍａｘは実質的に１００Ａ／秒であるが、例えば５０と１５０との間であってもよい。したがって、最小電池電圧が０．５２〜０．７Ｖの間であれば、燃料電池システムは健全な動作ウインドウ内にあると考えられ、高い正の電流要求過渡変化を要求することができる。
第２の最小電池電圧閾値ＶＭＣＶ２は、電池の電気化学に関連する。第２の閾値は、第１の閾値より大きくてもよい。第３の最小電池電圧閾値は第２の閾値よりも大きい。第１の閾値では、上限は０Ａ／秒に設定される。したがって、第１の閾値と第２の閾値との間で、コントローラは、最小電圧が装荷すると上限が増加するように構成される（すなわち、限界増加領域）。従って、最小電池電圧が０．５２〜０．４５Ｖの範囲内にある場合、コントローラは、スタックが不完全であり、非常に高い電力過渡が要求されるべきでないと推定するので、正の過渡速度を比例的に制限する。第３の閾値より上では、コントローラは、最小電圧が増加するにつれて減少する上限（すなわち、限界減少領域）を提供するように構成されてもよい。この限界減少領域は、コントローラが現在の過渡状態を徐々に制限するので有利である。なぜなら、高い最小電池電圧では、スタックの健全性があまり確実でないことが分かっているからである。特に、非常に高い最小電池電圧値（すなわち、約０．８Ｖのような第３の最小電池電圧閾値を超える）では、スタックから最大の正の過渡電流を要求すべきではない。これにより、開回路電圧保護が提供される。これは、これらの状態では、スタックが開回路電圧またはその近くにあり、かなりの電流を供給しないため、その健全性および動作能力がはっきりとわからないことがあるからである。
予め定められた関数は、電池の電気化学に関連する最小電圧より低い第４の閾値ＶＭＣＶ４をさらに含んで良い。第４の閾値ＶＭＣＶ４は、第１の閾値ＶＭＣＶ１よりも小さく、
ｉ）第４の閾値と第１の閾値との間で、測定された最小電池電圧が第１のレートで上限が増加し；
ｉｉ）第４の閾値以下では、測定された最小電池電圧が第１の速度とは異なる（かつ低くてもよい）第２の速度で上限が増加する。
第４の最小電池電圧閾値ＶＭＣＶ４は、実質的に０．４Ｖであってもよい。
第１から第４の閾値の任意の組み合わせまたはサブセットが提供されてもよいことは理解されよう。
図４は、測定された拡散電圧を変化速度の候補上限にマッピングするために、ステップ２５でコントローラ１０によって使用される、予め定められた関数５０を示す。
この予め定められた関数は、第１の拡散電圧閾値ＶＳＶ１を含み、その下で、コントローラは、負である出力７における電流の変化速度の上限を設定するように構成される。さらに、第１の拡散電圧閾値ＶＳＶ１を超えると、コントローラは、出力７における正の電流変化速度の上限を設定するように構成される。この例では、第１のスプレッド閾値ＶＳＶ１は実質的に−０．１１Ｖである。
この予め定められた関数５０は、スプレッド電圧が第２拡散電圧閾値ＶＳＶ２を上回っているときに提供される最大許容上限Ｌｍａｘをさらに含んで良い。第２のスプレッド電圧閾値よりも低い場合、上限は、許容される最大値よりも小さい値に設定される。この例では、最大許容上限Ｌｍａｘは実質的に１００Ａ／秒である。第２のスプレッド電圧閾値は実質的に−０．０４Ｖである。
この予め定められた関数５０は、スプレッド電圧が第３のスプレッド電圧閾値ＶＳＶ３を下回るときに提供される最大許容負上限Ｌｍａｘ＿ｎｅｇをさらに含んで良い。第３のスプレッド電圧閾値を超えると、上限は、許容される最大の負の上限よりも小さい値に設定される。この例では、最大許容負の上限Ｌｍａｘは実質的に−１００Ａ／秒であり、第３の拡散電圧閾値ＶＳＶ３は実質的に−０．２Ｖである。
この予め定められた関数５０は、第１のスプレッド電圧しきい値よりも大きい第４のスプレッド電圧しきい値ＶＳＶ４を含んで良く、
ｉ）第４のスプレッド電圧閾値を超えると、第１のレートでスプレッド電圧とともに上限が増加し；
ｉｉ）第４のスプレッド電圧閾値より下では、第１の速度とは異なる（かつ第１の速度よりも低くてもよい）第２の速度でのスプレッド電圧とともに上限が増加する。
第４のスプレッド電圧閾値ＶＳＶ４は、実質的に−０．０７５Ｖであってもよい。
予め定められた関数５０は、第１のスプレッド電圧しきい値よりも小さい第５のスプレッド電圧しきい値ＶＳＶ５を含むことができ、
ｉ）第５のスプレッド電圧閾値を超えると、上限は負であり、スプレッド電圧が第１の割合で増加し；
ｉｉ）第５のスプレッド閾値より下では、上限は負であり、第１のレートとは異なる（しかも、よい大きくてよい）第２のレートでスプレッド電圧とともに増加する。
第５のスプレッド電圧閾値ＶＳＶ４は、実質的に−０．１４Ｖであってもよい。
第１〜第５のスプレッド電圧閾値の任意の組合せ、またはサブセットが提供されてもよいことが理解されるであろう。
第１の最小電池電圧閾値（すなわち、最大許容変化速度ゼロの点）の周りの上限については、燃料電池システムがその領域で動作している間、電力の振動を排除するために、注意深い選択が重要である。オプションとして、予め定められた関数は、ゼロ電流過渡変化点のいずれかの側で正のレートではなく、より高い負のレートを適用するように構成して良い。
したがって、図２に戻って、コントローラ１０は、上限を超えないように燃料電池システムの制御を行うことによって上限を強制することができる。コントローラは、電流出力を能動的に制御して、上限に応じて電力指示を満たすことができる。代替的には、電力指示を受信せずに、電流の変化速度が２６で決定された上限を超える場合に介入するように作用してもよい。さらに、上で説明した上限は、電流出力が現在の出力が変化するレートを決定するために使用して良い。したがって、電力指示を受信すると、コントローラは、決定された上限で電流出力が変化するように燃料電池システムを制御して良い。
したがって、図２の例では、コントローラは、電力指令を受信し、燃料電池システム１を制御して、電力出力に応じて出力７に電流を供給し、電流出力の変化速度が上限を超えないようにする。しかし、他の例では、コントローラ１０は、７での電気出力の変化を監視し、出力端に供給される電流の変化速度が所定値内に近づくか、または、２８で計算した上限に達するかまたはそれを超えるかに応じて燃料電池システム１を制御して、出力において燃料電池システムによって供給される電流の変化速度を低減するように構成されて良い。
コントローラ１０は、１つ以上の電気的パラメータ動作限界を超えた場合に復旧パワー指示を受信するように構成されてもよく、コントローラはさらに、燃料電池システム１を制御して、復旧パワー支持に応じて出力７に電流を供給して、電流出力の変化速度が上限を超えないように構成されて良い。電気パラメータ動作限界は、最小個別燃料電池電圧またはスプレッド電圧によって定義して良い。したがって、コントローラ１０は、所定の電気的パラメータ（コントローラ１０によって使用される電気的パラメータと同じまたは異なる必要もない）が所定の動作限界を超えないことを保証する、より大きなコントローラの一部を形成して良い。したがって、復旧パワー指示は、一般に、出力７での電流出力の減少を要求して良く、コントローラ１０は、燃料電池システムを、要求パワー指示に移行させるように制御して良く、これには、予め定められた関数の一方または双方が負の上限を提供するときに負の上限が矯正されることがない。
この例では、復旧パワー指示は、２６において負である上限の決定と協調して、発行される。したがって、コントローラ１０が過渡変化電流の上限を決定し、その決定された上限が負である場合、コントローラは、復旧パワー指示に従ってパワー出力を減少させるように反応し、現在の電流出力から、負の上限を超えることなく復旧パワー指示によって決定された電流出力に移動するように構成されている。
一般に、予め定められた関数を使用する正および負の上限の決定は、コントローラが燃料電池システムが正しく動作していることを確実にするための便利な方法を提供する。従って、負の上限の決定に際し、コントローラは負の上限を越えることなく自動的に出力を低減し、正の上限の判定に際して、コントローラは電流出力の変更が要求されたときに上限を強制するように作用する。
図５は、コントローラ１０の動作を示すフローチャートを示す。ステップ６０は、燃料電池システムの１つ以上の燃料電池の少なくとも１つの電気的パラメータを決定することを含む。ステップ６１は、燃料電池システムの１つまたは複数の燃料電池の少なくとも１つの電気的パラメータに基づいて、出力における燃料電池システムによって供給される電流の変化速度の上限を能動的に設定することを含む。
図６は、コンパクトディスク７０の形態のコンピュータ可読媒体を示している。このコンピュータプログラムコードは、コントローラ１０の一部を形成することができるプロセッサおよびメモリ上で実行されると、図５の方法を実行し、および／または、コントローラ１０の関数を実現し、これは上述のとおりである。
コントローラ１０は、電気パラメータを使用して、燃料電池システムの健全性の評価を行い、燃料電池システムによって電流の変化がどのように提供されるかを制御できるので、有利である。さらに、コントローラは、燃料電池システムが所定の動作エンベロープ（電気パラメータ動作限界を使用して）で動作することを保証する他のコントローラと組み合わされて良く、コントローラ１０は、燃料電池システムの出力をその動作エンベロープの内部および外部において制御する。コントローラは、水分または冷却流体が凍結されるなど、燃料電池システムに依存する１つまたは複数の流体が冷間始動するときにも有利である。このような状況では、利用可能な水和流体の不足による低温システム状態およびその乾燥運転のために、システムの電気的挙動は予想される挙動から大きく外れる可能性がある。コントローラは、１つまたは複数の電気的パラメータを使用して電流出力トランジェントの上限を決定することができ、このような条件が有利である。
図３および図４は、予め定められた関数をグラフィカルマップとして示しているが、「予め定められた関数」という用語は、各測定されたパラメータがどのようにスタックの健全性および能力に変換されるかを決定し、この結果、電流過渡変化レートに関するどの上限が適切かを決定する計算または他のアルゴリズムを含む。
コントローラ１０は、第２のコントローラ３０のような反応物流体の流れベースのコントローラと並行して動作するように構成され、一体化するように構成されて良い。反応物流体流コントローラは、半応物の流れの測定値を使用して、電気出力を制御し、他方、本件のコントローラは電気パラメータを使用して出力電流の変化速度を制御する。
１ 燃料電池システム
２ プロトン交換膜燃料電池
３ アノード入口
４ カソード入口
５ アノード排気口
６ カソード排気口
１０ 燃料電池コントローラ
１１ センサ
３０ 第２のコントローラ

Claims (17)

  1. １つの出力に電流を供給するように一緒に配列された複数の燃料電池を有する燃料電池システムの動作を制御する燃料電池コントローラにおいて、当該コントローラは、上記出力に上記燃料電池システムによって供給される電流の変化速度に関する上限を、上記燃料電池システムの上記複数の燃料電池のうちの１または複数の燃料電池の少なくとも１つの電気パラメータに基づいて動的に決定し、上記上限に応じて、少なくとも上記電流の出力の変化について上記燃料電池システムを制御するように構成されることを特徴とする燃料電池コントローラ。
  2. 上記電気パラメータまたはその各々が、上記出力において上記燃料電池システムによって供給される電流の変化速度に関する候補上限と、予め定められた関数によって関係づけられ、上記コントローラは上記候補上限またはその各々を用いて上記上限を決定するように構成される請求項１記載の燃料電池コントローラ。
  3. 上記コントローラが複数の電気パラメータに基づいて上記上限を動的に設定するように構成され、かつ、上記コントローラが、予め定められた基準に基づいて、上記上限として、上記候補上限のうちの１つを選択することにより上記上限を決定するように構成される請求項２記載の燃料電池コントローラ。
  4. 上記少なくとも１つの電気パラメータは、
    （ｉ）上記複数の燃料電池の最も低い電圧を持つ、上記燃料電池システムの１つの燃料電池の電圧を有する、最小電池電圧；
    （ｉｉ）上記燃料電池システムの上記複数の燃料電池のうちの少なくとも２つの燃料電池の平均電圧に基づく電圧；
    （ｉｉｉ）上記燃料電池システムの上記複数の燃料電池のうちの大多数の燃料電池の平均電圧に基づく電圧；
    （ｉｖ）最小の電圧を有する、上記燃料電池システムのうちの１つの燃料電池の電圧から、上記燃料電池システムの上記複数の燃料電池の平均代表値を引いた電圧を有するスプレッド電圧；および
    （ｖ）上記燃料電池システムの上記複数の燃料電池の平均代表値から、最小の電圧を有する、上記燃料電池システムのうちの１つの燃料電池の電圧を引いた電圧を有する逆スプレッド電圧
    のうちの１つまたは複数を有する、先行する請求項のいずれかに記載の燃料電池コントローラ。
  5. 上記予め定められた基準は、上記候補上限のうちの最も小さいものを上記上限として選択することを有する請求項３記載の燃料電池コントローラ。
  6. 上記予め定められた関数は、正および負の上限を供給するように構成され、負の上限を決定する際に、上記コントローラは、上記燃料電池システムを制御して、上記負の上限を上回ることなく上記電力出力を自動的に減少させ、他方、正の上限を決定する際に、上記コントローラは、上記燃料電池システムを制御して、電流出力の変化が要求されるときに上記上限が強制されるようになす請求項２記載の燃料電池コントローラ。
  7. 上記電気パラメータは、少なくとも；
    上記複数の燃料電池の最も低い電圧を持つ、上記燃料電池システムの１つの燃料電池の電圧を有する、最小電池電圧を有し；
    上記コントローラは、予め定められた関数を使用して、上記最小電池電圧を、上記上限を決定するために使用される上記変化速度に関する候補上限にマッピングするように構成され、上記予め定められた関数は、最小電池電圧閾値を下回る、第１の領域であって、上記燃料電池システムによって上記出力に供給される電流の上記変化速度に関する上記上限が負である、上記第１の領域と、上記最小電池電圧閾値を上回る、第２の領域であって、上記燃料電池システムによって上記出力に供給される電流の上記変化速度に関する上記上限が正である、上記第２の領域とを有する、先行する請求項のいずれかに記載の燃料電池コントローラ。
  8. 上記電気パラメータは、少なくとも；
    上記複数の燃料電池の最も低い電圧を持つ、上記燃料電池システムの１つの燃料電池の電圧を有する、最小電池電圧を有し；
    上記コントローラは、予め定められた関数を使用して、上記最小電池電圧を、上記上限を決定するために使用される上記変化速度に関する候補上限にマッピングするように構成され、上記予め定められた関数は、最小電池電圧の増加に関連して、限界増加領域と、後続の限界減少領域とを有し、
    上記限界増加領域は、最小電池電圧を増加させると上記候補上限を増加させ、
    上記限界減少領域は、最小電池電圧を増加させると上記候補上限を減少させる、先行する請求項のいずれかに記載の燃料電池コントローラ。
  9. 上記電気パラメータは、少なくとも；
    上記複数の燃料電池の最も低い電圧を持つ、上記燃料電池システムの１つの燃料電池の電圧を有する、最小電池電圧を有し；
    上記コントローラは、予め定められた関数を使用して、上記最小電池電圧を、上記上限を決定するために使用される上記変化速度に関する候補上限にマッピングするように構成され、上記予め定められた関数は、第２最小電池電圧ＶＭＣＶ２おおび第３最小電池電圧閾値ＶＭＣＶ３の間の上記候補上限として供給される最大許容上限Ｌｍａｘを有し、上記第２の閾値および上記第３の閾値の間で、上記候補上限が上記最大許容上限より小さい値に設定される、先行する請求項のいずれかに記載の燃料電池コントローラ。
  10. 上記電気パラメータは、少なくとも；
    最小の電圧を有する、上記燃料電池システムのうちの１つの燃料電池の電圧から、上記燃料電池システムの上記複数の燃料電池の平均代表値を引いた電圧を有するスプレッド電圧を有し；
    上記コントローラは、予め定められた関数を使用して、上記最小電池電圧を、上記上限を決定するために使用される上記変化速度に関する候補上限にマッピングするように構成され、上記予め定められた関数は、スプレッド電圧閾値を下回る、第１の領域であって、上記燃料電池システムによって上記出力に供給される電流の上記変化速度に関する上記上限が負である、上記第１の領域と、上記スプレッド電圧閾値を上回る、第２の領域であって、上記燃料電池システムによって上記出力に供給される電流の上記変化速度に関する上記上限が正である、上記第２の領域とを有する、先行する請求項のいずれかに記載の燃料電池コントローラ。
  11. 上記コントローラは、上記燃料電池システムの上記電気出力の変化を監視し、上記出力に供給される電流の上記変化速度が予め定められた量内に近づき、上記上限に到達または上回ったことに応じて上記燃料電池システムを制御して上記出力に供給される電流の上記変化速度を減少させるように構成される、先行する請求項のいずれかに記載の燃料電池コントローラ。
  12. 上記コントローラは、上記出力の所望の電力出力を有する電力指示を受け取るように構成され、上記コントローラは、さらに、上記燃料電池システムを制御して、上記電力指示に応じて上記電流を上記出力に供給し、上記電流出力の上記変化速度が上記上限を越えないようになす、先行する請求項のいずれかに記載の燃料電池コントローラ。
  13. 上記コントローラはユーザから電力指示を受け取るためのユーザインターフェースを含む請求項１２記載の燃料電池コントローラ。
  14. 上記コントローラは、１つまたは複数の電気パラメータ動作限界が上回っている場合に復旧電力指示を受け取るように構成され、上記コントローラは、さらに、上記燃料電池システムを制御して、上記復旧電力指示に応じて上記電流を上記出力に供給し、上記電流出力の上記変化速度が上記上限を越えないようになす、請求項１２に記載の燃料電池コントローラ。
  15. １つの出力に電流を供給するように一緒に配列された複数の燃料電池と、先行する請求項のいずれかに従って上記燃料電池システムを制御して上記出力に供給される上記電流の変化速度について上限を供給するように構成されたコントローラとを有する燃料電池システム。
  16. １つの出力に電流を供給するように一緒に配列された複数の燃料電池を有する燃料電池システムの動作を制御する方法において、
    上記燃料電池システムによって上記出力に供給される電流の変化速度に関する上限を、上記燃料電池システムの上記燃料電池のうちの１または複数の燃料電池の少なくとも１つの電気パラメータに基づいて決定することを特徴とする、上記方法。
  17. コンピュータプログラム、または命令を具備するコンピュータプログラム製品であって、プロセッサで実行されるときに、上記プロセッサが、信号を供給して、
    上記燃料電池システムによって上記出力に供給される電流の変化速度に関する上限を、上記燃料電池システムの上記燃料電池のうちの１または複数の燃料電池の少なくとも１つの電気パラメータに基づいて決定し、
    上記上限に応じて上記燃料電池システムの少なくとも上記電流出力の変化に関して上記燃料電池システムを制御することを特徴とするコンピュータプログラムまたはコンピュータプログラム製品。
JP2018537474A 2016-01-19 2017-01-17 燃料電池コントローラ、燃料電池システム、および動作方法 Active JP6946308B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1600970.6 2016-01-19
GB1600970.6A GB2546729B (en) 2016-01-19 2016-01-19 Fuel cell controller, fuel cell system and method of operation
PCT/GB2017/050103 WO2017125722A1 (en) 2016-01-19 2017-01-17 Fuel cell controller, fuel cell system and method of operation

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2019508841A true JP2019508841A (ja) 2019-03-28
JP2019508841A5 JP2019508841A5 (ja) 2020-02-06
JP6946308B2 JP6946308B2 (ja) 2021-10-06

Family

ID=55488173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018537474A Active JP6946308B2 (ja) 2016-01-19 2017-01-17 燃料電池コントローラ、燃料電池システム、および動作方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11196064B2 (ja)
EP (1) EP3405989B1 (ja)
JP (1) JP6946308B2 (ja)
CN (2) CN116470100B (ja)
CA (1) CA3011671C (ja)
GB (1) GB2546729B (ja)
WO (1) WO2017125722A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2546729B (en) 2016-01-19 2022-02-16 Intelligent Energy Ltd Fuel cell controller, fuel cell system and method of operation
NL2020514B1 (en) * 2018-03-01 2019-09-12 Hymove B V A method for controlling a hydrogen fuel cell system which is arranged for providing power to an electrical motor, as well as a corresponding hydrogen fuel cell system.
CN112713289B (zh) * 2020-12-25 2022-04-15 中国第一汽车股份有限公司 一种燃料电池控制方法、装置、设备及存储介质

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3719229B2 (ja) * 2001-12-19 2005-11-24 トヨタ自動車株式会社 電源装置
JP4852917B2 (ja) 2004-12-16 2012-01-11 日産自動車株式会社 燃料電池システム
US7867642B2 (en) * 2006-10-27 2011-01-11 GM Global Technology Operations LLC Fuel cell start optimization
JP4877656B2 (ja) * 2007-07-02 2012-02-15 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよびその電流制御方法
JP4407750B2 (ja) 2007-12-27 2010-02-03 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及びその制御方法。
JP5314364B2 (ja) * 2008-09-04 2013-10-16 三菱重工業株式会社 燃料電池発電システムおよび燃料電池の出力制御方法
CA2742611C (en) * 2008-11-04 2014-07-29 Nissan Motor Co., Ltd. Current limiting power generation control device and method
US8420271B2 (en) * 2009-07-14 2013-04-16 GM Global Technology Operations LLC Method to improve reliability of a fuel cell system using low performance cell detection at low power operation
US8642220B2 (en) * 2009-09-25 2014-02-04 GM Global Technology Operations LLC Method to improve fuel cell system performance using cell voltage prediction of fuel cell stack
EP2763226A4 (en) * 2011-09-29 2015-06-10 Toto Ltd SOLID ELECTROLYTE FUEL CELL
JP5525001B2 (ja) * 2012-04-27 2014-06-18 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
JP6156041B2 (ja) * 2013-10-08 2017-07-05 日産自動車株式会社 燃料電池システム
JP6156332B2 (ja) * 2014-11-14 2017-07-05 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよびその制御方法
GB2546729B (en) 2016-01-19 2022-02-16 Intelligent Energy Ltd Fuel cell controller, fuel cell system and method of operation

Also Published As

Publication number Publication date
US11196064B2 (en) 2021-12-07
CN107431227A (zh) 2017-12-01
EP3405989A1 (en) 2018-11-28
GB2546729A (en) 2017-08-02
CA3011671A1 (en) 2017-07-27
GB201600970D0 (en) 2016-03-02
JP6946308B2 (ja) 2021-10-06
CN116470100B (zh) 2024-07-23
CN116470100A (zh) 2023-07-21
CA3011671C (en) 2022-10-25
GB2546729B (en) 2022-02-16
EP3405989B1 (en) 2022-08-03
WO2017125722A1 (en) 2017-07-27
US20190036138A1 (en) 2019-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6164199B2 (ja) 電源システムおよび燃料電池の電圧制御方法
US8192879B2 (en) Method for maximum net power calculation for fuel cell system based on online polarization curve estimation
JP5120594B2 (ja) 燃料電池システム及びその運転方法
JP5212224B2 (ja) 粒径分布モデル作成方法、当該粒径分布モデル作成方法を用いた燃料電池触媒の劣化予測方法、及び当該燃料電池触媒の劣化予測方法を用いた燃料電池の制御方法
KR102368857B1 (ko) 연료 전지 시스템 및 그 제어 방법
US8206860B2 (en) Method to perform adaptive voltage suppression of a fuel cell stack based on stack parameters
CA2691119C (en) Fuel cell with constant current idle/stop
US6959249B2 (en) Load following algorithm for a fuel cell based system
JP7180637B2 (ja) 水電解システム、および水電解システムの制御方法
US20130189596A1 (en) Fuel cell system, method and program of determining cause of negative voltage, and storage medium storing program
US20120088170A1 (en) Fuel cell system and method of operating the same
JP2019508841A (ja) 燃料電池コントローラ、燃料電池システム、および動作方法
JP2010049894A (ja) 燃料電池システム、および、燃料電池の状態検知方法
US6504339B2 (en) Technique and apparatus to control the charging of a battery using a fuel cell
JP5893319B2 (ja) 電力管理システム及び電力管理装置
JP2015210908A (ja) 燃料電池システムおよびその制御方法
US7608351B2 (en) System and method for controlling cathode stoichiometry to minimize RH excursions during transients
JP2013134866A (ja) 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
JP7564029B2 (ja) 制御装置、水電解システム、水電解装置の運転方法、およびプログラム
WO2013085563A1 (en) Fuel cell assembly and method of control
JP2013168311A (ja) 燃料電池システム
JP7248004B2 (ja) 燃料電池制御指令装置
JP2005150023A (ja) 燃料電池システム
JP2006294262A (ja) 燃料電池システム
JP2021014869A (ja) ガス制御装置およびガス制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191223

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191223

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200923

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201027

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20210127

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210323

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210817

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210915

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6946308

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250