JP3664044B2

JP3664044B2 - Vehicle fuel cell system

Info

Publication number: JP3664044B2
Application number: JP2000159588A
Authority: JP
Inventors: 浩昭橋ヶ谷
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2020-05-30
Also published as: JP2001339809A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用燃料電池システムに関し、特に燃料電池の破損を防止しながら燃料電池の出力応答性と車両の走行性能とを両立することができる車両用燃料電池システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料電池システムとしては、特開平１０−７４５３３号公報に開示されたものが知られている。この燃料電池システムは、燃料電池と２次電池とを備え、残存容量モニタにより２次電池の残存容量を検出する。そして、２次電池の残存容量が所定の基準値よりも少ないときには、制御部はインバータに対して駆動信号を出力し、車両駆動用モータでの消費電力を制限する。このとき、電流センサが検出する２次電池の出力電流値から、２次電池の出力状態が放電であると判断されると、制御部は車両駆動用モータの消費電力をさらに制限する。このような動作を繰り返すことによって２次電池を充電し、残存容量の回復を図るものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の燃料電池システムでは、２次電池の残存容量が所定値以下になった場合、車両駆動用モータの消費電力をさらに制限して、２次電池への充電を優先するので、２次電池の残存容量が少なければ、燃料電池に空気を送り込むためのコンプレッサ駆動用モータへの電流までもが制限され、燃料電池で発電できる電力が著しく制限される。その結果、車両の走行性能が低下するという問題点があった。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、燃料電池の破損を防止しながら燃料電池の出力応答性と車両の走行性能とを両立することができる車両用燃料電池システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、請求項１記載の車両用燃料電池システムは、少なくとも車両駆動用電動機と圧縮機駆動用電動機に対して電力の供給を行なう燃料電池と、前記圧縮機駆動用電動機により駆動され、前記燃料電池へ酸化ガスを供給する圧縮機と、漸次燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段とを有する車両用燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池の運転状態を検出する燃料電池運転状態検出手段と、
車両への加速要求を検出する加速要求検出手段と、
前記加速要求検出手段の信号から前記車両駆動用電動機に供給すべき車両駆動用電力の目標値を算出する車両駆動用電力目標値算出手段と、
前記加速要求検出手段の信号から前記燃料電池が発電すべき燃料電池発電電力の目標値を算出する燃料電池発電電力目標値算出手段と、
前記加速要求検出手段の信号から前記圧縮機駆動用電動機に供給すべき圧縮機駆動用電力の目標値を算出する圧縮機駆動用電力目標値算出手段と、
前記燃料電池の運転状態から前記燃料電池が当該運転状態の下で発電可能な最大電力を算出する可能最大発電電力算出手段と、
前記可能最大発電電力の値と前記燃料電池発電電力の目標値とを比較する発電電力比較手段と、
前記発電電力比較手段が前記可能最大発電電力の値が前記燃料電池発電電力の目標値より小さいと判断したときには、前記車両駆動用電力の目標値と前記圧縮機駆動用電力の目標値とを前記最大発電電力を所定の比率で分配処理した値にそれぞれ補正する車両駆動用電力目標値補正手段と圧縮機駆動用電力目標値補正手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
この請求項１記載の発明では、燃料電池の運転状態から、そのときに燃料電池が発電可能な電力を算出し、得られた可能発電最大量を燃料電池の運転状態および出力電力特性を用いて、圧縮機駆動用電動機と車両駆動用電動機とに分配する。これにより、燃料電池の破損を防止しながら燃料電池の出力応答性と車両の走行性能とを両立することができる。
【０００７】
（２）上記発明においては特に限定されないが、請求項２記載の車両用燃料電池システムは、前記燃料ガス供給手段は、前記燃料ガスを貯蔵する燃料ガス貯蔵手段である。
【０００８】
この請求項２記載の発明では、燃料ガス供給手段に燃料ガス貯蔵手段を採用したので、燃料電池が直接利用できる燃料を応答良く燃料電池に供給することができ、これにより燃料電池の破損を防止しながら燃料電池の出力応答性を向上させることができ、その結果、車両の走行性能を向上させることができる。
【０００９】
（３）上記発明においては特に限定されないが、請求項３記載の車両用燃料電池システムは、前記燃料ガス供給手段は、前記燃料ガスを少なくとも炭化水素と水とから生成する燃料改質装置であり、
前記燃料改質装置は、前記燃料電池から排出される前記燃料ガスと前記酸化ガスとを燃焼させる燃焼部と、前記燃焼部で生じた熱量を用いて前記炭化水素と前記水とを蒸発させる蒸発部と、前記蒸発部で気化された炭化水素ガス、水蒸気および前記圧縮機から供給される酸化ガスから燃料ガスを生成する改質部と、前記燃料改質装置の運転状態を検出する改質装置運転状態検出手段とを含み、
前記車両駆動用電力目標値補正手段および圧縮機駆動用電力目標値補正手段は、前記車両駆動用電力の目標値と前記圧縮機駆動用電力の目標値とを補正する際に、前記改質装置運転状態検出手段により検出される改質装置の運転状態も用いる。
【００１０】
この請求項３記載の発明では、燃料電池の運転状態からそのときに燃料電池が発電可能な電力を算出し、燃料改質装置の運転状態を用いて燃料電池で消費する燃料ガスと酸化ガスとを、燃料改質装置の熱源用と燃料電池での発電用とに分配する。また、得られた可能発電最大量を燃料電池の運転状態および出力電力特性を用いて、圧縮機駆動用電動機と車両駆動用電動機とに分配する。これにより、燃料電池の破損を防止しながら燃料改質装置の運転状態を悪化させることなく、燃料電池の出力応答性と車両の走行性能とを両立することができる。
【００１１】
（４）上記発明においては特に限定されないが、請求項４記載の車両用燃料電池システムは、前記燃料電池運転状態として、前記燃料電池の温度を用いる。
【００１２】
この請求項４記載の発明では、燃料電池の運転状態を燃料電池の温度としたので、より安価なセンサが使用でき、システム全体のコストを低減することができる。
【００１３】
（５）上記発明においては特に限定されないが、請求項５記載の車両用燃料電池システムは、前記燃料電池運転状態として、前記酸化ガスの供給圧力を用いる。
【００１４】
この請求項５記載の発明では、燃料電池の運転状態を酸化ガス側の圧力としたので、燃料電池の運転圧力が変化しても、可能発電最大量を精度良く算出することができる。
【００１５】
（６）上記発明においては特に限定されないが、請求項６記載の車両用燃料電池システムは、車両の速度を検出する車速検出手段を有し、
前記車両駆動用電力目標値補正手段および圧縮機駆動用電力目標値補正手段は、前記車両駆動用電力の目標値と前記圧縮機駆動用電力の目標値とを補正する際に、前記車速検出手段により検出される車速も用いる。
【００１６】
この請求項６記載の発明では、車速をも加味して圧縮機駆動用電動機と車両駆動用電動機とに可能発電最大量を分配するので、車両走行性能の向上が図れる。
【００１７】
（７）上記発明においては特に限定されないが、請求項７記載の車両用燃料電池システムは、前記改質装置の運転状態として、前記蒸発部の温度を用いる。
【００１８】
この請求項７記載の発明では、燃料改質装置の運転状態を蒸発部の温度としたので、より安価に燃料改質装置の運転状態の悪化を軽減できる。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、燃料電池の運転状態に基づいて得られた可能発電最大量を燃料電池の運転状態および出力電力特性を用いて、圧縮機駆動用電動機と車両駆動用電動機とに分配するので、燃料電池の破損を防止しながら燃料電池の出力応答性と車両の走行性能とを両立することができる。
【００２０】
これに加えて、請求項２記載の発明によれば、燃料電池が直接利用できる燃料を応答良く燃料電池に供給することができ、これにより燃料電池の破損を防止しながら燃料電池の出力応答性を向上させることができる。その結果、車両の走行性能を向上させることができる。
【００２１】
また請求項３記載の発明によれば、燃料電池の破損を防止しながら燃料改質装置の運転状態を悪化させることなく、燃料電池の出力応答性と車両の走行性能とを両立することができる。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、燃料電池の運転状態を燃料電池の温度としたので、より安価なセンサが使用でき、システム全体のコストを低減することができる。
【００２３】
また請求項５記載の発明によれば、燃料電池の運転状態を酸化ガス側の圧力としたので、燃料電池の運転圧力が変化しても、可能発電最大量を精度良く算出することができる。
【００２４】
請求項６記載の発明によれば、車速をも加味して圧縮機駆動用電動機と車両駆動用電動機とに可能発電最大量を分配するので、車両走行性能の向上が図れる。
【００２５】
さらに請求項７記載の発明によれば、燃料改質装置の運転状態を蒸発部の温度としたので、より安価に燃料改質装置の運転状態の悪化を軽減できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
第１実施形態
図１は本発明の第１実施形態を示すブロック図であり、本実施形態の車両用燃料電池システム１０は、燃料電池２０、水素貯蔵容器１００および圧縮機４０を有し、燃料電池２０には、水素貯蔵容器１００から水素系配管１０１を介して燃料である水素ガスが供給され、また圧縮機４０から空気系配管４３を介して酸化剤である空気が供給される。この水素ガスと空気とを利用し、以下に示す電気化学反応により発電が行われる。
【００２７】
【化１】
Ｈ_２→２Ｈ^＋＋ｅ⁻ …（１）
１／２Ｏ_２＋２Ｈ^＋＋ｅ⁻→Ｈ_２Ｏ …（２）
この燃料電池２０で発電された電力は、圧縮機駆動用電動機のインバータ４２と、車両駆動用電動機のインバータ３１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０とのそれぞれに供給され、圧縮機駆動用電動機４１、車両駆動用電動機３０、および補機類７１で消費される。
燃料電池２０には、当該燃料電池２０の温度を検出する燃料電池温度検出器２１が設けられ、また水素ガスが供給される燃料電池のアノード側配管には、その水素ガスの圧力を検出する燃料電池アノード側圧力検出器２２が設けられ、さらに空気が供給される燃料電池のカソード側配管には、その空気の圧力を検出する燃料電池カソード側圧力検出器２３が設けられている。これら燃料電池温度検出器２１、燃料電池アノード側圧力検出器２２、燃料電池カソード側圧力検出器２３の検出値は制御部６０へ送出される。
【００２８】
また、燃料電池２０の出力部には、燃料電池の電圧を検出するスタック電圧検出器２４と電流を検出するスッタク電流検出器２５とが設けられ、これらスタック電圧検出器２４とスッタク電流検出器２５の検出値は制御部６０へ送出される。
【００２９】
車両駆動用電動機用インバータ３１に供給された電力により車両駆動用電動機３０が駆動され、これにより車両が駆動する。また、圧縮機駆動用電動機用インバータ４２に供給された電力により圧縮機駆動用電動機４１が駆動され、これにより圧縮機４０が駆動する。なお、アクセルペダル５０にはアクセル開度検出器５１が設けられ、このアクセル開度検出器５１にて検出されたアクセル開度は制御部６０に送出され、これにより車両駆動用電動機３０に供給される電力が決定される。
【００３０】
次に動作を説明する。
定常走行時において、制御部６０では、現在消費中の電力をスタック電圧検出器２４とスタック電流検出器２５の検出値から求める。得られた実消費電力に所定の余剰電力を加えた電力が燃料電池２０にて発電できるように、それに応じた量の水素ガスと空気とを燃料電池２０に供給する。具体的には、圧力制御弁１０２と圧縮機駆動用電動機用インバータ４２とを制御する。
【００３１】
一般に、燃料電池２０で取り出せる出力を大きくしようとすれば、燃料電池２０のアノードおよびカソードにおける燃料ガスと酸化ガスの圧力を高くする必要がある。すなわち、車両を加速させるためには、燃料電池２０の発電量を増やすことが必要で、そのためには燃料電池２０に供給される燃料ガス(ここでは水素ガス)と酸化ガス(ここでは空気)の圧力を高めなければならない。逆に、燃料ガスと酸化ガスの圧力が低ければ、燃料電池２０は充分な電力を供給できない。
【００３２】
また、燃料電池２０では、その構造上、アノードとカソードとの間の圧力差をある範囲に抑制しなければならない。本実施形態では、燃料ガスとして水素ガスを用い、水素ガスは水素貯蔵容器１００に高圧で貯蔵されているので、アノード側の圧力はほぼ瞬時に上げることができるが、カソード側の圧力は、圧縮機４０からの吐出空気量を増やさなければ、上げることはできない。そして、圧縮機４０からの吐出空気量を増やすためには、圧縮機駆動用電動機４１に供給する電力を増加させなければならない。
【００３３】
ここで、燃料電池２０の電力・圧力特性と、圧縮機４０および圧縮機駆動用電動機４１の必要電力・圧力特性を図３に示す。
【００３４】
同図において、燃料電池２０の圧力をＰｒｓ、そのときの出力をＰｗｓとすると、Ｐｗｓは近似的に下記（３）式で求められる。なお、ａ１は定数である。
【００３５】
【数１】
Ｐｗｓ＝ａ１×Ｐｒｓ …（３）
また、圧縮機駆動用電動機４１の必要電力をＰｗｃとすると、圧縮機駆動用電動機４１の必要電力・圧力特性は近似的に下記（４）式で求められる。
【００３６】
【数２】
Ｐｗｃ＝ａ２×Ｐｒｓ …（４）
車両駆動用電動機３０に供給すべき電力をＰｗｄとすると、圧縮機駆動用電動機４１の必要電力Ｐｗｃを考慮したうえで、燃料電池２０に対する要求出力Ｐｗｓｔは、以上の（３）式および（４）式から、下記（５）式で求めることができる。
【００３７】
【数３】
Ｐｗｓｔ＝Ｐｗｄ／（（１−ａ２／ａ１）） …（５）
なお、図３に示すように、燃料電池２０の電力・圧力特性は、燃料電池２０の温度によっても変化する。
【００３８】
次に、ドライバが定常走行から加速しようとアクセルペダル５１を踏み込んだ時を考える。図４に加速時制御のフローチャートを示す。
【００３９】
まずステップ１にてアクセル開度検出器５１からアクセル開度を読み込み、ステップ２において、車両の駆動に必要な電力を求める。図２にアクセル開度検出器５１の信号から車両駆動用電動機３０に供給すべき電力Ｐｗｄを求めるためのテ−ブルの一例を示す。なお、本実施形態ではアクセル開度検出器５１の信号から車両駆動用電動機３０に供給すべき電力Ｐｗｄをテーブル検索により算出しているが、他にもさまざまな方法が考えられる。例えば、車両と車両駆動用電動機３０に供給すべき電力Ｐｗｄとの動特性まで記述したモデルを用い、必要な加速度を得るために必要な電力を求めても良い。
【００４０】
次に、ステップ３において、車両駆動用電動機３０に供給すべき電力Ｐｗｄを出力するために必要な総電力Ｐｗｓｔを上記（５）式を用いて算出する。
【００４１】
次いでステップ４にて、現在の燃料電池カソード側圧力検出器２３の検出値Ｐｒｓを読み込み、次のステップ５にて、現在可能な最大出力Ｐｗｓｐを上記（３）式を用いて算出する。
【００４２】
そして、ステップ６にて、ステップ３で求められたＰｗｓｔとステップ５で求められたＰｗｓｐとの大小を比較する。
【００４３】
ここでもしＰｗｓｔの方が小さければ、現在の出力で間に合うことになり、特に分配処理は行わずに、ステップ７へ進む。ステップ７では、目標車両駆動用電力Ｐｗｄｔとしてステップ２で算出したＰｗｄを用いる。また、ステップ８では、目標圧縮機駆動用電力Ｐｗｃｔ（＝Ｐｗｓ−Ｐｗｄ）を算出する。
【００４４】
一方、ステップ６においてＰｗｓｔとＰｗｓｐとを比較し、Ｐｗｓｔの方が大きければ、ステップ９へ進んで分配処理を行う。
【００４５】
この分配処理は、ステップ１０にて現在の車両駆動用電力Ｐｗｄｎを読み込んだのち、ステップ１１にて現在の圧縮機駆動用電力Ｐｗｃｎを読み込む。
【００４６】
次いで、ステップ１２にて燃料電池２０の余剰出力Ｐｗｍ（＝Ｐｗｓｐ−（Ｐｗｃｎ−Ｐｗｄｎ））を算出したのち、次のステップ１３にて、このＰｗｍを上述した（３）式および（４）式のａ１、ａ２を用いて分配し、目標車両駆動用電力Ｐｗｄｔを求める。また、ステップ１４では、ステップ１３と同様に、目標圧縮機駆動用電力Ｐｗｃｔを求める。
【００４７】
このように分配することで、車両駆動用電動機３０と圧縮機駆動用電動機４１への余剰電力の分配を等価的に行うことができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、燃料電池２０の電力・圧力特性、圧縮機４０と圧縮機駆動用電動機４１の必要電力・圧力特性とをそれぞれ直線で近似しているが、より詳細な特性曲線を用いたり、それぞれの動特性まで記述したモデルを用いてもよい。
【００４９】
第２実施形態
図５は本発明の第２実施形態を示すブロック図である。上述した第１実施形態では、燃料電池２０の燃料ガスとして水素を用い、それを水素貯蔵容器１００に貯蔵していたが、本実施形態ではこの水素貯蔵容器１００に代えてメタノールを原料に改質する改質器を用いた点が相違する。
【００５０】
すなわち、改質器２００は、改質部２０１、蒸発部２０２、燃焼部２０３、メタノ−ルタンク２０４、メタノールポンプ２０５、水タンク２０６、水ポンプ２０７および蒸発部温度検出器２０８を主な構成要素とする。
【００５１】
燃焼部２０３では燃料電池２０で消費し切れなかった燃料ガスと空気を燃焼させて、蒸発部２０２に熱を供給する。この蒸発部２０２では、供給された熱を利用して、メタノールタンク２０４から供給されたメタノールと水タンク２０６から供給された水とを蒸発させる。ここで蒸発したメタノールおよび水と、圧縮機４０から供給される空気は改質部２０１に供給され、改質反応により水素ガスが生成される。この水素ガスを用いて、燃料電池２０にて発電を行う。代表的な改質反応の化学式を下に示す。
【００５２】
【化２】
ＣＨ_３ＯＨ＋Ｈ_２Ｏ→ＣＯ_２＋３Ｈ_２−49.5（kj/mol） …（６）
ＣＨ_３Ｈ＋（１／２）Ｏ_２→Ｏ_２＋２Ｈ_２＋189.5（kj/mol） …（７）
なお、蒸発部温度検出器２０８は蒸発部２０２の温度を測定し、その検出信号を制御部６０へ送出する。
【００５３】
図６は本実施形態の制御手順を示すフローチャートであり、同図のステップ１２までは、上述した第１実施形態と同一の処理であるのでここでは説明を省略し、ステップ２０乃至２２を説明する。
【００５４】
同図に示すステップ２０では、蒸発部温度検出器２０８の信号を制御部６０に読み込み、蒸発部２０２の温度Ｔｖを測定する。次いで、ステップ２１にて蒸発部２０２の温度Ｔｖが所定の目標値Ｔｖｔ以上であるか判定する。もし所定値Ｔｖｔ以上であればステップ１３に進むが、所定値Ｔｖｔより低ければステップ２２に進んで、下記（８）式および（９）式のように、燃料電池２０の余剰出力Ｐｗｍを低く見積もる。
【００５５】
【数４】
ΔＴｍ＝Ｋ×（Ｔｖｔ−Ｔｖ） …（８）
Ｐｗｍ＝Ｐｗｍ−ΔＴｍ
ここで、Ｋは任意の定数である。
【００５６】
図５に示すように、燃焼部２０３では、燃料電池２０で消費し切れなかった燃料ガスと空気とを燃焼させて、蒸発器２０２に熱を供給する。したがって、燃料電池２０で全ての水素および酸素が消費されると、蒸発部２０２の温度が低下し、水とメタノールを蒸発させることができなくなる。その結果、改質部２０１で改質される原料が減少し、燃料電池２０に供給される水素が減少して発電可能電力が減少してしまう。
【００５７】
こうした不具合を防止するために、蒸発部２０２の温度Ｔｖが所定値Ｔｖｔ以下の場合はＰｗｍを少なく見積もり、燃料ガスと空気とを余らせて、燃焼部２０３で生じる熱量を増加させ、蒸発器２０２の温度を維持する。
【００５８】
なお、以上の説明では、ΔＴｍを蒸発器２０２の温度Ｔｖと所定値Ｔｖｔとの差に応じて設定する構成であったが、例えばアクセル開度などに応じて変化させてもよい。
【００５９】
すなわち、アクセル開度が大きいと、車両への要求加速度が大きく、メタノールおよび水の蒸発量を増やす必要があり、蒸発器２０２で必要な熱量が増え、燃焼部２０３で燃焼させる燃料ガスと空気の必要容量が増え、燃料電池２０で消費する燃料ガスと空気とを減少させる、といった関係があるからである。
【００６０】
第３実施形態
図７は本発明の第３実施形態を示すブロック図であり、車両の速度を検出する車速検出器５２が設けられ、検出された車速は制御部６０に送出される点が相違する。
【００６１】
本実施形態の制御手順を図８のフローチャートに示すがステップ１２までの処理は、上述した第１実施形態と同様なのでここではその説明を省略し、ステップ３０乃至３３のみを説明する。
【００６２】
同図に示すステップ３０では、車速検出器５２から制御部６０へ車速を読み込む。次いで、ステップ３１にて、アクセル開度と車速から、車両駆動用電力と圧縮機駆動用電力に分配する比率を補正する。この補正を行う際には、例えば図９に示すような制御マップを用いる。なお、図８においては、車両駆動用電力への比率をＲｄ、圧縮機駆動用電力への比率をＲｃと記述する。
【００６３】
ステップ３２では、Ｐｗｍを上述した（３）式および（４）式のａ１、ａ２とＲｄとを用いて分配し、目標車両駆動用電力Ｐｗｄｔを求める。
【００６４】
また、ステップ３３では、ステップ３２と同様に、（３）式および（４）式のａ１、ａ２とＲｃとを用いて分配し、目標圧縮機駆動用電力Ｐｗｃｔを求める。
【００６５】
このように、ドライバーの意思（アクセル開度）と車両の状態（車速）を元に、車両駆動用電力と圧縮機駆動用電力を分配することで、燃料電池２０の破損を招くことなく、より車両の走行性能を向上させることができる。
【００６６】
なお、ここではアクセル開度と車速のみを用いて分配比率を補正したが、アクセル開度の微分値や車両の加速度、道路勾配等の情報を元に比率を変更することも考えられる。また、第２実施形態のような改質器を搭載した方式においても、このような分配比率の補正は容易に構成できる。
【００６７】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図２】アクセル開度と車両駆動用電力との関係を示すグラフである。
【図３】燃料電池出力および圧縮機駆動用電動機の必要電力と圧力との関係を示すグラフである。
【図４】図１に示す燃料電池システムの制御手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態を示すブロック図である。
【図６】図５に示す燃料電池システムの制御手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明のさらに他の実施形態を示すブロック図である。
【図８】図７に示す燃料電池システムの制御手順を示すフローチャートである。
【図９】アクセル開度および車速に対する電力分配比率の補正量を示すテーブルである。
【符号の説明】
１０…車両燃料電池システム
２０…燃料電池
２１…燃料電池温度検出器
２２…燃料電池アノード側圧力検出器
２３…燃料電池カソード側圧力検出器
２４…スタック電圧検出器
２５…スタック電流検出器
３０…車両駆動用電動機
３１…車両駆動用電動機用インバータ
４０…圧縮機
４１…圧縮機駆動用電動機
４２…圧縮機駆動用電動機用インバータ
４３…空気系配管
５０…アクセルペダル
５１…アクセル開度検出器
５２…車速検出器
６０…制御部
８０…ＤＣ／ＤＣコンバータ
８１…補機類
１００…水素貯蔵容器
１０１…水素系配管
１０２…圧力制御弁
２００…改質器
２０１…改質部
２０２…蒸発部
２０３…燃焼部
２０４…メタノールタンク
２０５…メタノールポンプ
２０６…水タンク
２０７…水ポンプ
２０８…蒸発部温度検出器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicular fuel cell system, and more particularly to a vehicular fuel cell system capable of satisfying both output responsiveness of a fuel cell and running performance of the vehicle while preventing damage to the fuel cell.
[0002]
[Prior art]
As a conventional fuel cell system, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-74533 is known. This fuel cell system includes a fuel cell and a secondary battery, and detects the remaining capacity of the secondary battery by a remaining capacity monitor. When the remaining capacity of the secondary battery is smaller than a predetermined reference value, the control unit outputs a drive signal to the inverter to limit power consumption in the vehicle drive motor. At this time, if it is determined that the output state of the secondary battery is discharged from the output current value of the secondary battery detected by the current sensor, the control unit further restricts the power consumption of the vehicle driving motor. By repeating such an operation, the secondary battery is charged to recover the remaining capacity.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional fuel cell system, when the remaining capacity of the secondary battery falls below a predetermined value, the power consumption of the motor for driving the vehicle is further limited, and the charging to the secondary battery is given priority. If the remaining capacity of the secondary battery is small, even the current to the compressor driving motor for sending air to the fuel cell is limited, and the power that can be generated by the fuel cell is significantly limited. As a result, there is a problem that the running performance of the vehicle is lowered.
[0004]
The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and is a vehicle fuel that can achieve both the output responsiveness of the fuel cell and the running performance of the vehicle while preventing damage to the fuel cell. An object is to provide a battery system.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
(1) In order to achieve the above object, a vehicle fuel cell system according to claim 1 is a fuel cell that supplies power to at least a vehicle drive motor and a compressor drive motor, and the compressor drive. A vehicle fuel cell system having a compressor that is driven by an electric motor and that supplies an oxidizing gas to the fuel cell, and a fuel gas supply means that gradually supplies the fuel gas to the fuel cell;
Fuel cell operating state detecting means for detecting the operating state of the fuel cell;
An acceleration request detecting means for detecting an acceleration request to the vehicle;
Vehicle drive power target value calculation means for calculating a target value of vehicle drive power to be supplied to the vehicle drive motor from the signal of the acceleration request detection means;
Fuel cell generated power target value calculating means for calculating a target value of fuel cell generated power to be generated by the fuel cell from the signal of the acceleration request detecting means;
Compressor drive power target value calculation means for calculating a target value of compressor drive power to be supplied to the compressor drive motor from the signal of the acceleration request detection means;
Possible maximum generated power calculating means for calculating the maximum power that the fuel cell can generate under the operating state from the operating state of the fuel cell;
Generated power comparison means for comparing the value of the maximum possible generated power with the target value of the fuel cell generated power;
When the generated power comparison means determines that the value of the maximum possible generated power is smaller than the target value of the fuel cell generated power, the target value of the vehicle driving power and the target value of the compressor driving power are Vehicle driving power target value correcting means and compressor driving power target value correcting means for correcting the maximum generated power to values obtained by distributing processing at a predetermined ratio, respectively.
[0006]
According to the first aspect of the present invention, the electric power that can be generated by the fuel cell at that time is calculated from the operating state of the fuel cell, and the maximum possible power generation is obtained using the operating state and output power characteristics of the fuel cell. And distributing to the compressor driving motor and the vehicle driving motor. Thereby, it is possible to achieve both the output responsiveness of the fuel cell and the running performance of the vehicle while preventing the fuel cell from being damaged.
[0007]
(2) Although not particularly limited in the above invention, in the fuel cell system for a vehicle according to claim 2, the fuel gas supply means is a fuel gas storage means for storing the fuel gas.
[0008]
In the invention according to claim 2, since the fuel gas storage means is adopted as the fuel gas supply means, the fuel that can be directly used by the fuel cell can be supplied to the fuel cell with good response, thereby preventing the fuel cell from being damaged. However, the output responsiveness of the fuel cell can be improved, and as a result, the running performance of the vehicle can be improved.
[0009]
(3) Although not particularly limited in the above invention, in the fuel cell system for a vehicle according to claim 3, the fuel gas supply means is a fuel reformer that generates the fuel gas from at least hydrocarbon and water. ,
The fuel reformer includes a combustion unit that combusts the fuel gas and the oxidizing gas discharged from the fuel cell, and an evaporation that evaporates the hydrocarbon and the water using the amount of heat generated in the combustion unit. , A reformer that generates fuel gas from the hydrocarbon gas vaporized in the evaporator, water vapor, and an oxidizing gas supplied from the compressor, and a reformer that detects the operating state of the fuel reformer Operating state detecting means,
The vehicle drive power target value correcting means and the compressor drive power target value correcting means are configured to correct the reforming apparatus when correcting the vehicle drive power target value and the compressor drive power target value. The operating state of the reformer detected by the operating state detecting means is also used.
[0010]
According to the third aspect of the present invention, the power that can be generated by the fuel cell at that time is calculated from the operating state of the fuel cell, and the fuel gas and the oxidizing gas consumed by the fuel cell using the operating state of the fuel reformer Is distributed to the heat source of the fuel reformer and the power generation in the fuel cell. Further, the obtained maximum possible power generation amount is distributed to the compressor driving motor and the vehicle driving motor using the operating state and output power characteristics of the fuel cell. Thereby, it is possible to achieve both the output responsiveness of the fuel cell and the running performance of the vehicle without deteriorating the operation state of the fuel reformer while preventing the fuel cell from being damaged.
[0011]
(4) Although not particularly limited in the above invention, the vehicle fuel cell system according to claim 4 uses the temperature of the fuel cell as the fuel cell operating state.
[0012]
In the invention according to claim 4, since the operating state of the fuel cell is the temperature of the fuel cell, a cheaper sensor can be used, and the cost of the entire system can be reduced.
[0013]
(5) Although not particularly limited in the above invention, the vehicle fuel cell system according to claim 5 uses the supply pressure of the oxidizing gas as the fuel cell operating state.
[0014]
In the fifth aspect of the present invention, since the operating state of the fuel cell is set to the pressure on the oxidizing gas side, the maximum possible power generation amount can be accurately calculated even if the operating pressure of the fuel cell changes.
[0015]
(6) Although not particularly limited in the above invention, the vehicle fuel cell system according to claim 6 includes vehicle speed detection means for detecting the speed of the vehicle,
The vehicle drive power target value correcting means and the compressor drive power target value correcting means, when correcting the vehicle drive power target value and the compressor drive power target value, The vehicle speed detected by is also used.
[0016]
According to the sixth aspect of the invention, since the maximum possible power generation amount is distributed to the compressor driving motor and the vehicle driving motor in consideration of the vehicle speed, the vehicle running performance can be improved.
[0017]
(7) Although not particularly limited in the above invention, the vehicular fuel cell system according to claim 7 uses the temperature of the evaporation section as the operating state of the reformer.
[0018]
According to the seventh aspect of the present invention, since the operating state of the fuel reformer is set to the temperature of the evaporator, the deterioration of the operating state of the fuel reformer can be reduced at a lower cost.
[0019]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the maximum possible power generation obtained based on the operating state of the fuel cell is calculated using the operating state and output power characteristics of the fuel cell, and the compressor driving motor and the vehicle driving motor Therefore, it is possible to achieve both the output response of the fuel cell and the running performance of the vehicle while preventing the fuel cell from being damaged.
[0020]
In addition, according to the second aspect of the present invention, the fuel that can be directly used by the fuel cell can be supplied to the fuel cell with good response, whereby the output response of the fuel cell can be prevented while preventing the fuel cell from being damaged. Can be improved. As a result, the running performance of the vehicle can be improved.
[0021]
According to the invention described in claim 3, it is possible to achieve both the output responsiveness of the fuel cell and the running performance of the vehicle without deteriorating the operating state of the fuel reformer while preventing the fuel cell from being damaged. .
[0022]
According to the fourth aspect of the present invention, since the operating state of the fuel cell is the temperature of the fuel cell, a cheaper sensor can be used and the cost of the entire system can be reduced.
[0023]
According to the fifth aspect of the present invention, since the operating state of the fuel cell is set to the pressure on the oxidizing gas side, the maximum possible power generation amount can be accurately calculated even if the operating pressure of the fuel cell changes.
[0024]
According to the sixth aspect of the invention, since the maximum possible power generation amount is distributed to the compressor driving motor and the vehicle driving motor in consideration of the vehicle speed, the vehicle running performance can be improved.
[0025]
According to the seventh aspect of the present invention, since the operating state of the fuel reformer is set to the temperature of the evaporation section, the deterioration of the operating state of the fuel reformer can be reduced at a lower cost.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. A vehicle fuel cell system 10 according to this embodiment includes a fuel cell 20, a hydrogen storage container 100, and a compressor 40. The fuel cell 20 is supplied with hydrogen gas as fuel from the hydrogen storage container 100 through the hydrogen system pipe 101 and supplied with air as oxidant from the compressor 40 through the air system pipe 43. The Using this hydrogen gas and air, power is generated by the following electrochemical reaction.
[0027]
[Chemical 1]
H ₂ → 2H ⁺ + e ⁻ (1)
1 / 2O ₂ + 2H ⁺ + e ⁻ → H ₂ O (2)
The electric power generated by the fuel cell 20 is supplied to the inverter 42 for the compressor driving motor, the inverter 31 for the vehicle driving motor, and the DC / DC converter 70, respectively, and the compressor driving motor 41, the vehicle It is consumed by the drive motor 30 and the auxiliary equipment 71.
The fuel cell 20 is provided with a fuel cell temperature detector 21 for detecting the temperature of the fuel cell 20, and a fuel for detecting the pressure of the hydrogen gas is provided in the anode side pipe of the fuel cell to which hydrogen gas is supplied. A battery anode side pressure detector 22 is provided, and a fuel cell cathode side pressure detector 23 for detecting the pressure of the air is provided in a cathode side pipe of a fuel cell to which air is supplied. The detected values of the fuel cell temperature detector 21, the fuel cell anode side pressure detector 22, and the fuel cell cathode side pressure detector 23 are sent to the control unit 60.
[0028]
Further, a stack voltage detector 24 for detecting the voltage of the fuel cell and a stack current detector 25 for detecting a current are provided at the output portion of the fuel cell 20. The stack voltage detector 24 and the stack current detector 25 are provided. The detected value is sent to the control unit 60.
[0029]
The vehicle drive motor 30 is driven by the electric power supplied to the vehicle drive motor inverter 31, thereby driving the vehicle. Further, the compressor drive motor 41 is driven by the electric power supplied to the compressor drive motor inverter 42, thereby driving the compressor 40. The accelerator pedal 50 is provided with an accelerator opening detector 51, and the accelerator opening detected by the accelerator opening detector 51 is sent to the control unit 60, thereby being supplied to the vehicle drive motor 30. Power to be determined.
[0030]
Next, the operation will be described.
During steady running, the control unit 60 obtains the power currently being consumed from the detection values of the stack voltage detector 24 and the stack current detector 25. The fuel cell 20 is supplied with an appropriate amount of hydrogen gas and air so that the fuel cell 20 can generate electric power obtained by adding predetermined surplus power to the obtained actual power consumption. Specifically, the pressure control valve 102 and the compressor driving motor inverter 42 are controlled.
[0031]
In general, in order to increase the output that can be taken out by the fuel cell 20, it is necessary to increase the pressure of the fuel gas and the oxidizing gas at the anode and cathode of the fuel cell 20. That is, in order to accelerate the vehicle, it is necessary to increase the power generation amount of the fuel cell 20, and for that purpose, the fuel gas (here, hydrogen gas) and the oxidizing gas (here, air) supplied to the fuel cell 20 are increased. The pressure must be increased. Conversely, if the pressures of the fuel gas and the oxidizing gas are low, the fuel cell 20 cannot supply sufficient power.
[0032]
Further, in the fuel cell 20, due to its structure, the pressure difference between the anode and the cathode must be suppressed within a certain range. In the present embodiment, hydrogen gas is used as the fuel gas, and since the hydrogen gas is stored in the hydrogen storage container 100 at a high pressure, the pressure on the anode side can be increased almost instantaneously, but the pressure on the cathode side is compressed. If the amount of air discharged from the machine 40 is not increased, it cannot be increased. In order to increase the amount of air discharged from the compressor 40, the electric power supplied to the compressor driving motor 41 must be increased.
[0033]
Here, the power / pressure characteristics of the fuel cell 20 and the required power / pressure characteristics of the compressor 40 and the compressor driving motor 41 are shown in FIG.
[0034]
In the figure, assuming that the pressure of the fuel cell 20 is Prs and the output at that time is Pws, Pws is approximately obtained by the following equation (3). Note that a1 is a constant.
[0035]
[Expression 1]
Pws = a1 × Prs (3)
Further, assuming that the required power of the compressor driving motor 41 is Pwc, the required power / pressure characteristics of the compressor driving motor 41 can be approximately calculated by the following equation (4).
[0036]
[Expression 2]
Pwc = a2 × Prs (4)
Assuming that the electric power to be supplied to the vehicle driving motor 30 is Pwd, the required output Pwst for the fuel cell 20 in consideration of the necessary electric power Pwc of the compressor driving electric motor 41 is the above-described equations (3) and (4). From the equation, it can be obtained by the following equation (5).
[0037]
[Equation 3]
Pwst = Pwd / ((1-a2 / a1)) (5)
As shown in FIG. 3, the power / pressure characteristics of the fuel cell 20 also change depending on the temperature of the fuel cell 20.
[0038]
Next, consider a case where the driver depresses the accelerator pedal 51 to accelerate from steady running. FIG. 4 shows a flowchart of acceleration control.
[0039]
First, at step 1, the accelerator opening is read from the accelerator opening detector 51, and at step 2, the electric power necessary for driving the vehicle is obtained. FIG. 2 shows an example of a table for obtaining the power Pwd to be supplied to the vehicle drive motor 30 from the signal of the accelerator opening detector 51. In the present embodiment, the power Pwd to be supplied to the vehicle drive motor 30 is calculated from the signal of the accelerator opening detector 51 by a table search, but various other methods are conceivable. For example, the power required to obtain the required acceleration may be obtained using a model that describes the dynamic characteristics of the vehicle and the power Pwd to be supplied to the vehicle driving motor 30.
[0040]
Next, in step 3, the total power Pwst necessary for outputting the power Pwd to be supplied to the vehicle drive motor 30 is calculated using the above equation (5).
[0041]
Next, at step 4, the current detected value Prs of the fuel cell cathode side pressure detector 23 is read, and at the next step 5, the currently possible maximum output Pwsp is calculated using the above equation (3).
[0042]
Then, in step 6, the magnitudes of Pwst determined in step 3 and Pwsp determined in step 5 are compared.
[0043]
Here, if Pwst is smaller, the current output will be in time, and the process proceeds to step 7 without performing the distribution process. In step 7, Pwd calculated in step 2 is used as the target vehicle driving power Pwdt. In Step 8, target compressor driving power Pwct (= Pws−Pwd) is calculated.
[0044]
On the other hand, Pwst and Pwsp are compared in step 6, and if Pwst is larger, the process proceeds to step 9 to perform distribution processing.
[0045]
In this distribution process, the current vehicle driving power Pwdn is read in step 10, and then the current compressor driving power Pwcn is read in step 11.
[0046]
Next, after calculating the surplus output Pwm (= Pwsp− (Pwcn−Pwdn)) of the fuel cell 20 in step 12, this Pwm is expressed by the above-described equations (3) and (4) in the next step 13. Distribution is performed using a1 and a2, and the target vehicle driving power Pwdt is obtained. In step 14, as in step 13, the target compressor driving power Pwct is obtained.
[0047]
By distributing in this way, the surplus power can be distributed equally to the vehicle drive motor 30 and the compressor drive motor 41.
[0048]
In the present embodiment, the power / pressure characteristics of the fuel cell 20 and the required power / pressure characteristics of the compressor 40 and the compressor driving motor 41 are approximated by straight lines, but more detailed characteristic curves are used. Alternatively, a model describing each dynamic characteristic may be used.
[0049]
Second embodiment Fig. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. In the first embodiment described above, hydrogen is used as the fuel gas of the fuel cell 20 and stored in the hydrogen storage container 100. In this embodiment, instead of the hydrogen storage container 100, methanol is reformed as a raw material. The difference is that a reformer is used.
[0050]
That is, the reformer 200 includes a reforming unit 201, an evaporation unit 202, a combustion unit 203, a methanol tank 204, a methanol pump 205, a water tank 206, a water pump 207, and an evaporation unit temperature detector 208 as main components. To do.
[0051]
The combustion unit 203 burns fuel gas and air that have not been consumed by the fuel cell 20 and supplies heat to the evaporation unit 202. The evaporation unit 202 evaporates the methanol supplied from the methanol tank 204 and the water supplied from the water tank 206 using the supplied heat. The methanol and water evaporated here and the air supplied from the compressor 40 are supplied to the reforming unit 201, and hydrogen gas is generated by the reforming reaction. Electric power is generated by the fuel cell 20 using this hydrogen gas. The chemical formula of a typical reforming reaction is shown below.
[0052]
[Chemical formula 2]
CH ₃ OH + H ₂ O → CO ₂ + 3H ₂ −49.5 (kj / mol) (6)
CH ₃ H + (1/2) O ₂ → O ₂ + 2H ₂ +189.5 (kj / mol) (7)
The evaporator temperature detector 208 measures the temperature of the evaporator 202 and sends a detection signal to the controller 60.
[0053]
FIG. 6 is a flowchart showing the control procedure of the present embodiment. Since steps up to step 12 in FIG. 6 are the same as those in the first embodiment described above, description thereof will be omitted here, and steps 20 to 22 will be described. .
[0054]
In step 20 shown in the figure, the signal from the evaporator temperature detector 208 is read into the controller 60 and the temperature Tv of the evaporator 202 is measured. Next, in step 21, it is determined whether the temperature Tv of the evaporation unit 202 is equal to or higher than a predetermined target value Tvt. If it is equal to or greater than the predetermined value Tvt, the process proceeds to step 13, but if it is lower than the predetermined value Tvt, the process proceeds to step 22, and the surplus output Pwm of the fuel cell 20 is estimated to be low as in the following expressions (8) and (9). .
[0055]
[Expression 4]
ΔTm = K × (Tvt−Tv) (8)
Pwm = Pwm−ΔTm
Here, K is an arbitrary constant.
[0056]
As shown in FIG. 5, the combustion unit 203 burns fuel gas and air that have not been consumed by the fuel cell 20 and supplies heat to the evaporator 202. Therefore, when all the hydrogen and oxygen are consumed in the fuel cell 20, the temperature of the evaporation unit 202 decreases and water and methanol cannot be evaporated. As a result, the raw material reformed in the reforming unit 201 decreases, the hydrogen supplied to the fuel cell 20 decreases, and the power that can be generated decreases.
[0057]
In order to prevent such inconvenience, when the temperature Tv of the evaporator 202 is equal to or lower than the predetermined value Tvt, Pwm is estimated to be small, fuel gas and air are left, and the amount of heat generated in the combustor 203 is increased. Maintain the temperature of.
[0058]
In the above description, ΔTm is set according to the difference between the temperature Tv of the evaporator 202 and the predetermined value Tvt, but may be changed according to the accelerator opening, for example.
[0059]
That is, if the accelerator opening is large, the required acceleration to the vehicle is large, and it is necessary to increase the amount of evaporation of methanol and water, the amount of heat required by the evaporator 202 increases, and the amount of fuel gas and air burned by the combustion unit 203 This is because the required capacity increases and the fuel gas and air consumed by the fuel cell 20 are reduced.
[0060]
Third embodiment Fig. 7 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention, in which a vehicle speed detector 52 for detecting the speed of the vehicle is provided, and the detected vehicle speed is sent to the control unit 60. Is different.
[0061]
Although the control procedure of this embodiment is shown in the flowchart of FIG. 8, the processing up to step 12 is the same as that of the first embodiment described above, so the description thereof is omitted here, and only steps 30 to 33 are described.
[0062]
In step 30 shown in the figure, the vehicle speed is read from the vehicle speed detector 52 to the control unit 60. Next, at step 31, the ratio of distribution to the vehicle driving power and the compressor driving power is corrected from the accelerator opening and the vehicle speed. When performing this correction, for example, a control map as shown in FIG. 9 is used. In FIG. 8, the ratio to the vehicle driving power is described as Rd, and the ratio to the compressor driving power is described as Rc.
[0063]
In step 32, Pwm is distributed using a1, a2 and Rd in the above-described equations (3) and (4) to obtain the target vehicle driving power Pwdt.
[0064]
In step 33, similarly to step 32, distribution is performed using a1, a2 and Rc in equations (3) and (4) to obtain the target compressor driving power Pwct.
[0065]
As described above, by distributing the vehicle driving power and the compressor driving power based on the driver's intention (accelerator opening) and the vehicle state (vehicle speed), the fuel cell 20 can be more easily damaged. The running performance of the vehicle can be improved.
[0066]
Here, the distribution ratio is corrected using only the accelerator opening and the vehicle speed, but it is also conceivable to change the ratio based on information such as the differential value of the accelerator opening, the acceleration of the vehicle, and the road gradient. Further, even in a system equipped with a reformer as in the second embodiment, such correction of the distribution ratio can be easily configured.
[0067]
The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between accelerator opening and vehicle driving power.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the fuel cell output and the required power and pressure of the compressor driving motor.
4 is a flowchart showing a control procedure of the fuel cell system shown in FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.
6 is a flowchart showing a control procedure of the fuel cell system shown in FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing still another embodiment of the present invention.
8 is a flowchart showing a control procedure of the fuel cell system shown in FIG.
FIG. 9 is a table showing the correction amount of the power distribution ratio with respect to the accelerator opening and the vehicle speed.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Vehicle fuel cell system 20 ... Fuel cell 21 ... Fuel cell temperature detector 22 ... Fuel cell anode side pressure detector 23 ... Fuel cell cathode side pressure detector 24 ... Stack voltage detector 25 ... Stack current detector 30 ... Vehicle Drive motor 31 ... Vehicle drive motor inverter 40 ... Compressor 41 ... Compressor drive motor 42 ... Compressor drive motor inverter 43 ... Air piping 50 ... Accelerator pedal 51 ... Accelerator opening detector 52 ... Vehicle speed Detector 60 ... Control unit 80 ... DC / DC converter 81 ... Auxiliary machinery 100 ... Hydrogen storage vessel 101 ... Hydrogen piping 102 ... Pressure control valve 200 ... Reformer 201 ... Reforming unit 202 ... Evaporation unit 203 ... Combustion unit 204 ... Methanol tank 205 ... Methanol pump 206 ... Water tank 207 ... Water pump 208 ... Evaporator temperature detector

Claims

A fuel cell that supplies power to at least a vehicle driving motor and a compressor driving motor, a compressor that is driven by the compressor driving motor and supplies oxidizing gas to the fuel cell, and a gradual fuel cell In a vehicle fuel cell system having a fuel gas supply means for supplying fuel gas,
Fuel cell operating state detecting means for detecting the operating state of the fuel cell;
An acceleration request detecting means for detecting an acceleration request to the vehicle;
Vehicle drive power target value calculation means for calculating a target value of vehicle drive power to be supplied to the vehicle drive motor from the signal of the acceleration request detection means;
Fuel cell generated power target value calculating means for calculating a target value of fuel cell generated power to be generated by the fuel cell from the signal of the acceleration request detecting means;
Compressor drive power target value calculation means for calculating a target value of compressor drive power to be supplied to the compressor drive motor from the signal of the acceleration request detection means;
Possible maximum generated power calculating means for calculating the maximum power that the fuel cell can generate under the operating state from the operating state of the fuel cell;
Generated power comparison means for comparing the value of the maximum possible generated power with the target value of the fuel cell generated power;
When the generated power comparison means determines that the value of the maximum possible generated power is smaller than the target value of the fuel cell generated power, the target value of the vehicle driving power and the target value of the compressor driving power are A vehicle fuel cell system comprising vehicle drive power target value correction means and compressor drive power target value correction means for respectively correcting maximum generated power to values obtained by distributing processing at a predetermined ratio.

2. The vehicle fuel cell system according to claim 1, wherein the fuel gas supply means is fuel gas storage means for storing the fuel gas.

The fuel gas supply means is a fuel reformer that generates the fuel gas from at least hydrocarbon and water,
The fuel reformer includes a combustion unit that combusts the fuel gas and the oxidizing gas discharged from the fuel cell, and an evaporation that evaporates the hydrocarbon and the water using the amount of heat generated in the combustion unit. , A reformer that generates fuel gas from the hydrocarbon gas vaporized in the evaporator, water vapor, and an oxidizing gas supplied from the compressor, and a reformer that detects the operating state of the fuel reformer Operating state detecting means,
The vehicle drive power target value correcting means and the compressor drive power target value correcting means are configured to correct the reforming apparatus when correcting the vehicle drive power target value and the compressor drive power target value. The fuel cell system for a vehicle according to claim 1, wherein the operating state of the reformer detected by the operating state detecting means is also used.

The vehicle fuel cell system according to claim 1, wherein a temperature of the fuel cell is used as the fuel cell operation state.

The vehicle fuel cell system according to claim 1, wherein a supply pressure of the oxidizing gas is used as the fuel cell operating state.

Vehicle speed detecting means for detecting the speed of the vehicle,
The vehicle drive power target value correcting means and the compressor drive power target value correcting means, when correcting the vehicle drive power target value and the compressor drive power target value, 6. The vehicle fuel cell system according to claim 1, wherein the vehicle speed detected by the vehicle is also used.

The vehicle fuel cell system according to claim 3, wherein the temperature of the evaporating unit is used as an operation state of the reformer.