JP3698072B2 - Control device for fuel cell system - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池に燃料ガスを供給すると共に、酸化剤ガスを供給して燃料電池の発電量を制御し、駆動モータ等の負荷及びバッテリに発電電力を供給する燃料電池システムの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、燃料電池に水素を含む燃料ガスを供給すると共に、酸素を含む空気を供給して燃料電池を発電させ、発電電力を用いて駆動モータ等を駆動する燃料電池システムが知られている。この燃料電池システムは、車両等に搭載され、車両の駆動源として使用されている。
【０００３】
従来の燃料電池システムとしては、例えば特開２０００−９２６１０号公報に開示されたものがある。この燃料電池システムでは、バッテリの大型化を回避すると共に、車両の加速性能及び電力回生性能を改善するために、バッテリの目標充電レベルを車両速度に応じて設定する。この燃料電池システムでは、車両速度が高いとき場合には目標充電レベルを低下させて、燃料電池からの発電電力をバッテリに充電する制御をする。
【０００４】
この燃料電池システムによれば、車両速度が高いほど目標充電レベルを低く設定することで、バッテリの入力可能電力を確保して、減速するときに駆動モータから発生する回生電力充電分を確保する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の燃料電池システムでは、車両速度に応じて目標充電レベルを設定する制御をしていたため、実際にバッテリから放電が行われ、バッテリの入力可能電力が確保する事ができるようになるにはある程度の時間が必要となり、従って瞬時の要求には対応することができないという問題点があった。
【０００６】
また、従来の燃料電池システムでは、車両が連続して下り坂を走行する時などでは、バッテリから放電をする必要がないのでバッテリの充電レベルが最高レベルとなり、駆動モータからの電力をバッテリに回生して駆動モータの回転数を減速することができないという問題点がある。このような燃料電池システムでは、回生電力をバッテリで吸収できないために、機械式のブレーキに依存することになってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した従来の実状に鑑みて提案されたものであり、バッテリの充電レベルが高いときや多くの回生電力を消費する必要があるときに、多くの電力を消費することができる燃料電池システムの制御装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明では、上述の課題を解決するために、車両に搭載される燃料電池システムの制御装置において、電解質膜を、酸化剤極と燃料極とにより挟んで構成され、上記酸化剤極側に酸化剤ガスが供給されるとともに、上記燃料極側に燃料ガスが供給されて発電する燃料電池と、上記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス加圧供給手段と、上記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、上記酸化剤ガス加圧供給手段に酸化剤ガスを導入する流路に設けられ、この流路の開口面積を調整して上記酸化剤ガス加圧供給手段に供給する酸化剤ガス圧力を調整する圧力調整手段と、上記燃料電池内の酸化剤ガス圧力及び流量を、上記燃料電池の最低出力を確保する所定値以上にする制御をした状態で、上記酸化剤ガス加圧供給手段の消費電力を調整し、燃料電池システムの正味発電量を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記酸化剤ガス加圧供給手段に供給する酸化剤ガス圧力を調整するように上記圧力調整手段を制御することにより、上記燃料電池内の酸化剤ガス圧力及び流量を所定値以上にするための上記酸化剤ガス加圧供給手段の回転数を調整して、当該回転数によって決定される上記酸化剤ガス加圧供給手段の消費電力を調整して、燃料電池システムの正味発電量を制御する。
【００１０】
請求項２に係る発明では、車両に搭載される燃料電池システムの制御装置において、電解質膜を、酸化剤極と燃料極とにより挟んで構成され、上記酸化剤極側に酸化剤ガスが供給されるとともに、上記燃料極側に燃料ガスが供給されて発電する燃料電池と、上記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス加圧供給手段と、上記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、上記酸化剤ガス加圧供給手段と上記燃料電池とを挿通する流路から分岐して設けられ上記酸化剤ガス加圧供給手段からの酸化剤ガスを排気する排気流路に設けられ、この排気流路の開口面積を調整して排気流量を調整する排気流量調整手段と、上記燃料電池内の酸化剤ガス圧力及び流量を、上記燃料電池の最低出力を確保する所定値以上にする制御をした状態で、上記酸化剤ガス加圧供給手段の消費電力を調整し、燃料電池システムの正味発電量を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、排気流路からの排気流量を調整するように上記排気流量調整手段を制御することにより、上記燃料電池内の酸化剤ガス圧力及び流量を一定にするための上記酸化剤ガス加圧供給手段の回転数を調整して、当該回転数によって決定される上記酸化剤ガス加圧供給手段の消費電力を調整して、燃料電池システムの正味発電量を制御する。
【００１１】
請求項３に係る発明では、上記燃料電池で発電した電力及び車両電動機が発電した電力を蓄積する電力蓄積手段を更に備え、上記制御手段は、外部からの車両減速度要求に応じて上記車両電動機での回生電力要求値を決定して、この回生電力要求値が上記電力蓄積手段の入力可能電力よりも大きい場合には、開口面積を調整することで酸化剤ガス加圧供給手段に供給する酸化剤ガス圧力を調整するように上記圧力調整手段を制御すると共に、運転条件を調整することで消費電力を調整するように上記酸化剤ガス加圧供給手段を制御して回生電力を消費する。
【００１２】
請求項４に係る発明では、上記燃料電池で発電した電力及び車両電動機が発電した電力を蓄積する電力蓄積手段を更に備え、上記制御手段は、外部からの車両減速度要求に応じて上記車両電動機での回生電力要求値を決定して、この回生電力要求値が上記電力蓄積手段の入力可能電力よりも大きい場合には、開口面積を調整することで排気流量を調整するように上記排気流量調整手段を制御すると共に、運転条件を調整することで消費電力を調整するように上記酸化剤ガス加圧供給手段を制御して回生電力を消費する。
【００１３】
請求項５に係る発明では、上記制御手段は、上記車両電動機の回生電力要求値が、上記電力蓄積手段の入力可能電力よりも大きい場合に、運転条件を調整することで消費電力を増加するように上記酸化剤ガス加圧供給手段を制御し、上記電力蓄積手段の入力可能電力と、上記酸化剤ガス加圧供給手段の消費電力の増加分とに基づいて、上記車両電動機の回生電力を、上記電力蓄積手段に入力する制御、または上記酸化剤ガス加圧供給手段で消費する制御をする。
【００１４】
請求項６に係る発明では、上記制御手段は、外部からの車両減速度要求に応じて上記車両電動機での回生電力要求値を決定して、この回生電力要求値が上記電力蓄積手段の入力可能電力よりも大きい場合には、回生電力要求値と入力可能電力との差分電力を上記酸化剤ガス加圧供給手段で消費するための消費電力目標値を決定し、上記燃料電池を最低出力で運転するために必要となる酸化剤ガス圧力及び流量、並びに上記消費電力目標値に基づいて、上記消費電力目標値の電力を消費するのに必要な上記酸化剤ガス加圧供給手段の酸化剤ガス入口におけるガス圧力及びガス密度を求め、求めたガス圧力及びガス密度に基づいて上記圧力調整手段で調整する開口面積及び上記酸化剤ガス加圧供給手段の運転条件を決定し、決定した運転条件に従って動作させるように上記酸化剤ガス加圧供給手段を制御することにより消費電力を制御する。
【００１５】
請求項７に係る発明では、上記制御手段は、外部からの車両減速度要求に応じて上記車両電動機での回生電力要求値を決定して、この回生電力要求値が上記電力蓄積手段の入力可能電力よりも大きい場合には、回生電力要求値と入力可能電力との差分電力を上記酸化剤ガス加圧供給手段で消費するための消費電力目標値を決定し、上記燃料電池を最低出力で運転するために必要となる酸化剤ガス圧力及び流量、並びに上記消費電力目標値に基づいて、上記消費電力目標値の電力を消費するのに必要な上記酸化剤ガス加圧供給手段の酸化剤ガス出口におけるガス圧力、ガス流量及び排気流量を求め、求めたガス圧力、ガス流量及び排気流量に基づいて上記排気流量制御手段で調整する開口面積及び上記酸化剤ガス加圧供給手段の運転条件を決定し、決定した運転条件に従って動作させるように上記酸化剤ガス加圧供給手段を制御することにより消費電力を制御する。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、燃料電池に供給する酸化剤ガス圧力及び流量を一定にする制御をした状態で、酸化剤ガス加圧供給手段の消費電力を調整し、燃料電池システムの正味発電量を制御するので、例えば車両の減速時などに回生電力が発生したときに、燃料電池システムの酸化剤ガス加圧供給手段で電力を消費することができる。また、酸化剤ガス加圧供給手段に供給する酸化剤ガス圧力を調整するように圧力調整手段を制御すると共に、運転条件を調整して消費電力を調整するように酸化剤ガス加圧供給手段を制御し、燃料電池システムの正味発電量を制御するので、請求項１に係る発明と同様に、例えば車両の減速時などに回生電力が発生したときに、燃料電池システムの酸化剤ガス加圧供給手段で電力を消費することができる。
【００１８】
請求項２に係る発明によれば、燃料電池に供給する酸化剤ガス圧力及び流量を一定にする制御をした状態で、酸化剤ガス加圧供給手段の消費電力を調整し、燃料電池システムの正味発電量を制御するので、例えば車両の減速時などに回生電力が発生したときに、燃料電池システムの酸化剤ガス加圧供給手段で電力を消費することができる。また、排気流路からの排気流量を調整するように排気流量調整手段を制御すると共に、運転条件を調整して消費電力を調整するように酸化剤ガス加圧供給手段を制御し、燃料電池システムの正味発電量を制御するので、請求項１に係る発明と同様に、例えば車両の減速時などに回生電力が発生したときに、燃料電池システムの酸化剤ガス加圧供給手段で電力を消費することができる。
【００１９】
請求項３に係る発明によれば、車両減速度要求に応じて車両電動機での回生電力要求値を決定して、この回生電力要求値が電力蓄積手段の入力可能電力よりも大きい場合には、圧力調整手段により開口面積を調整することで酸化剤ガス加圧供給手段に供給する酸化剤ガス圧力を調整すると共に、運転条件を調整することで酸化剤ガス加圧供給手段の消費電力を調整して回生電力を消費するので、車両の減速時に回生電力が発生したときに、燃料電池システムの酸化剤ガス加圧供給手段で電力を消費することができる。また、請求項３に係る発明によれば、電力蓄積手段の充電レベルが高いとき、電力蓄積手段の周辺が低温であるときなど、電力蓄積手段での入力可能電力が小さい場合に、機械ブレーキに頼らず、所望とする減速度が確保することができる。
【００２０】
請求項４に係る発明によれば、車両減速度要求に応じて車両電動機での回生電力要求値を決定して、この回生電力要求値が電力蓄積手段の入力可能電力よりも大きい場合には、排気流量調整手段により開口面積を調整することで排気流量を調整すると共に、酸化剤ガス加圧供給手段の運転条件を調整することで消費電力を調整して回生電力を消費するので、車両の減速時に回生電力が発生したときに、燃料電池システムの酸化剤ガス加圧供給手段で電力を消費することができる。また、請求項４に係る発明によれば、電力蓄積手段の充電レベルが高いとき、電力蓄積手段の周辺が低温であるときなど、電力蓄積手段での入力可能電力が小さい場合に、機械ブレーキに頼らず、所望とする減速度を確保することができる。
【００２１】
請求項５に係る発明によれば、車両電動機の回生電力要求値が、電力蓄積手段の入力可能電力よりも大きい場合に、酸化剤ガス加圧供給手段の運転条件を調整することで消費電力を増加し、電力蓄積手段の入力可能電力と酸化剤ガス加圧供給手段の消費電力の増加分とに基づいて、車両電動機の回生電力を、上記電力蓄積手段に入力する制御、または上記酸化剤ガス加圧供給手段で消費する制御をするので、車両の減速時に回生電力が発生したときに、燃料電池システムの酸化剤ガス加圧供給手段で電力を消費することができる。また、この請求項５に係る発明によれば、電力蓄積手段での入力可能電力を越えて電力が入力されることを防止する制御が可能となり、電力蓄積手段の劣化の進行を防止することができる。
【００２２】
請求項６に係る発明では、回生電力要求値が電力蓄積手段の入力可能電力よりも大きい場合には、回生電力要求値と入力可能電力との差分電力を酸化剤ガス加圧供給手段で消費するための消費電力目標値を決定し、燃料電池を最低出力で運転するために必要となる酸化剤ガス圧力及び流量、並びに上記消費電力目標値に基づいて、消費電力目標値の電力を消費するのに必要な酸化剤ガス加圧供給手段の酸化剤ガス入口におけるガス圧力及びガス密度を求め、求めたガス圧力及びガス密度に基づいて圧力調整手段で調整する開口面積及び酸化剤ガス加圧供給手段の運転条件を決定し、決定した運転条件に従って動作させるように酸化剤ガス加圧供給手段を制御することにより消費電力を制御するので、電力蓄積手段の入力可能電力が小さいときでも、所望とする減速度を確保することができると共に、純水の回収や燃料電池の安定動作の観点から要求される酸化剤ガス流量及び酸化剤ガス圧力の制限を守りながら酸化剤ガス供給加圧手段での消費電力を大きくすることができる。
【００２３】
請求項７に係る発明では、回生電力要求値が上記電力蓄積手段の入力可能電力よりも大きい場合には、回生電力要求値と入力可能電力との差分電力を酸化剤ガス加圧供給手段で消費するための消費電力目標値を決定し、燃料電池を最低出力で運転するために必要となる酸化剤ガス圧力及び流量、並びに消費電力目標値に基づいて、消費電力目標値の電力を消費するのに必要な酸化剤ガス加圧供給手段の酸化剤ガス出口におけるガス圧力、ガス流量及び排気流量を求め、求めたガス圧力、ガス流量及び排気流量に基づいて排気流量制御手段で調整する開口面積及び酸化剤ガス加圧供給手段の運転条件を決定し、決定した運転条件に従って動作させるように酸化剤ガス加圧供給手段を制御することにより消費電力を制御するので、電力蓄積手段の入力可能電力が小さいときでも、所望とする減速度を確保することができると共に、純水の回収や燃料電池の安定動作の観点から要求される空気流量及び空気圧力の制限を守りながら酸化剤ガス加圧供給手段での消費電力を大きくすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
［第１実施形態に係る燃料電池システムの構成］
図１に、燃料電池システムを車両に搭載したときの構成を示す。この燃料電池システムは、図１からわかるように、水素含有ガス及び燃料ガスが供給されて発電する燃料電池スタック１を備えるものである。この燃料電池スタック１は、例えば固体高分子電解質膜を挟んで酸化剤極と燃料極を対設した燃料電池構造体をセパレータで狭持した複数の燃料電池構造体からなる。この燃料電池スタック１は、酸化剤極側に酸化剤ガスとして空気が供給されるとともに、燃料極側に燃料ガスとして水素ガスが供給されることで発電をする。
【００２６】
燃料電池システムは、燃料電池スタック１に空気を供給する挿通管で接続された空気絞り弁２、コンプレッサ３、空気圧力制御弁４を備え、更にコンプレッサ３を駆動するコンプレッサモータ５を備える。この燃料電池システムでは、外部からの空気を空気絞り弁２からコンプレッサ３に供給し、コンプレッサ３から指定された流量で燃料電池スタック１に空気を供給し、燃料電池スタック１で使用されずに排出された排空気を空気圧力制御弁４を介して排気する。
【００２７】
この燃料電池システムでは、後述のコントローラ１３からの制御信号が空気絞り弁２及びコンプレッサモータ５に供給されることで、コンプレッサ３から燃料電池スタック１に供給する空気の流量が制御されると共に、空気圧力制御弁４に制御信号が供給されることで燃料電池スタック１に供給する空気圧力が制御される。
【００２８】
また、この燃料電池システムは、燃料電池スタック１に燃料ガスを供給する挿通管で接続された燃料タンク６と、燃料圧力制御弁７とを備える。この燃料電池システムでは、コントローラ１３から制御信号が燃料圧力制御弁７に供給されることで燃料圧力制御弁７の開口面積が制御され、燃料タンク６から燃料電池スタック１に供給する燃料ガス圧力が制御される。
【００２９】
更に、この燃料電池システムは、燃料電池スタック１で発電した発電電力を取り出す電力制御部８と、燃料電池スタック１で発電した発電電力を蓄える電力貯蔵部９と、この電力貯蔵部９のバッテリ電圧及びバッテリ電流を検出する電流電圧センサ１０と、燃料電池スタック１で発電した発電電力又は電力貯蔵部９の電力により駆動する負荷である駆動モータ１１と、この駆動モータ１１により駆動する車輪１２とを備える。
【００３０】
この燃料電池システムでは、コントローラ１３から電力制御部８に供給された制御信号に従って、燃料電池スタック１で発電した電力を電力制御部８で取り出し、電力制御部８から電力貯蔵部９又は駆動モータ１１に供給する。
【００３１】
更に、この燃料電池システムは、上述した各部を制御するコントローラ１３を備える。コントローラ１３は、例えば内部に格納された電力制御プログラムを読み出し、この電力制御プログラムを実行することで上述の各部を制御する制御信号を生成する。コントローラ１３は、電流電圧センサ１０及び各種センサと接続され、車両運転者による駆動量制御命令であるアクセルの操作量を示すアクセル操作量情報、ブレーキ操作量情報、車両の状態を示す車両速度情報、バッテリ電圧情報、バッテリ電流情報が入力される。
【００３２】
コントローラ１３は、入力された各種情報に基づいて、燃料電池スタック１の目標とする発電電力である目標発電量を演算し、所望する発電量が得られるように、燃料圧力制御弁７に制御信号を出力して燃料電池スタック１に燃料ガスを供給して燃料ガス圧力を調整する制御、コンプレッサモータ５に制御信号を出力して燃料電池スタック１に供給する空気流量を調整する制御、空気絞り弁４に制御信号を出力して空気圧力を調整する制御をすると共に、電力制御部８に制御信号を出力して燃料電池スタック１から取り出す電力量を調整して電力貯蔵部９及び／又は駆動モータ１１に電力を供給する。
【００３３】
また、コントローラ１３は、アクセル操作量情報、車両速度情報に基づいて、駆動モータ１１の駆動量、すなわち要求される負荷を演算し、駆動モータ１１に制御信号を出力して駆動モータ１１の駆動量を制御すると共に、電流電圧センサ１０で検出されたバッテリ電流情報及びバッテリ電圧情報に基づいて、電力貯蔵部９の入出力可能電力、並びに電力貯蔵部９の充電レベル（ＳＯＣ［％］）を演算する。
【００３４】
更に、コントローラ１３は、燃料電池システムの正味発電量を車両で消費する全電力量より小さくするときに、空気絞り弁４での開口面積を調整することで、コンプレッサ３での消費電力量を調整する。
【００３５】
上記正味電力量とは、燃料電池スタック１の発電電力から燃料電池システムを作動させる電力を差し引いて得られる電力量である。すなわち、本例において、上記正味電力量は、燃料電池スタック１で発電され電力制御部８から出力された発電電力から、空気絞り弁２，空気圧力制御弁４及び燃料圧力制御弁７の燃料電池システム補機での消費電力及びコンプレッサ３での消費電力を差し引いた電力であり、電力貯蔵部９、駆動モータ１１又は車両補機（図示せず）で消費される。また、正味電力は、駆動モータ１１及び車両補機での消費電力である、車両で消費する全電力量よりも小さく制御されるときに、コンプレッサ３での消費電力とされる。
【００３６】
「コントローラの機能的な構成」
図２に、コントローラ１３の機能的な構成を示す。このコントローラ１３は、予め内部のメモリなどに各種情報が記憶され燃料ガス及び空気の流量及び圧力を演算する燃料電池流量圧力演算部２１と、電流電圧センサ１０からバッテリ電流情報及びバッテリ電圧情報が入力されるバッテリ入出力電力演算部２２と、図示しない温度センサからバッテリ温度情報が入力されるバッテリ入出力可能電力演算部２３と、アクセル操作量情報及び車両速度情報、ブレーキ操作量情報が入力される要求駆動回生電力演算部２４とを備える。
【００３７】
燃料電池流量圧力演算部２１は、後述の図５に示すようなスタック最低出力電力量情報をメモリから読み出して、燃料電池スタック１を最低出力状態とするときの空気の大気圧に対する目標空気圧力比及び目標空気流量を演算して、目標絞り弁開口面積演算部２６及び目標コンプレッサ回転数演算部２７に出力する。ここで、最低出力状態とは、駆動モータ１１や電力制御部８に供給する必要はないが、燃料電池スタック１の乾き特性上、駆動する必要がある状態にあることをいう。また、燃料電池流量圧力演算部２１は、燃料電池スタック１内の膜乾き防止のため、燃料電池スタック１の発電電力を零とする事がないように目標空気流量を演算する。
【００３８】
バッテリ入出力電力演算部２２は、電流電圧センサ１０からのバッテリ電流情報及びバッテリ電圧情報に基づいて、電力貯蔵部９で現在の入力電力量及び出力電力量を演算してバッテリ実入力電力及びバッテリ実出力電力を得て、バッテリ電力偏差演算部２５に出力する。
【００３９】
バッテリ入出力可能電力演算部２３は、バッテリ電圧、電流より充電レベルが計算され、その充電レベルとバッテリ温度情報に基づいて例えば図４に示すテーブルを参照して、電力貯蔵部９で現在入出力可能な電力量を演算し、電力貯蔵部９の入力可能電力及び出力可能電力を得て、バッテリ電力偏差演算部２５に出力する。
【００４０】
要求駆動回生電力演算部２４は、後述の図６に示す車両速度、アクセル操作量に対する駆動トルクを内部のメモリに格納しており、アクセル操作量情報、車両速度情報及びブレーキ操作量情報に基づいて、現在の車両の運転状態に基づいて駆動モータ１１で回生すべき回生電力を演算する。目標トルク演算部２８では、回生すべき回生電力である要求回生電力に従って駆動モータ１１の目標トルクを演算し、これを駆動モータ１１に指示する。これにより、駆動モータ１１は指示された目標トルクとなるように制御される。
【００４１】
更に、このコントローラ１３は、バッテリ電力偏差演算部２５と、目標絞り弁開口面積演算部２６と、目標コンプレッサ回転数演算部２７とを備える。
【００４２】
バッテリ電力偏差演算部２５は、実際に電力貯蔵部９に入力されている電力と電力貯蔵部９の入力可能電力との大小比較をし、比較結果を目標絞り弁開口面積演算部２６及び目標コンプレッサ回転数演算部２７に出力する。
【００４３】
目標絞り弁開口面積演算部２６は、バッテリ電力偏差演算部２５からの比較結果、燃料電池流量圧力演算部２１からの目標圧力比及び目標空気流量に基づいて、空気絞り弁２での開口面積を演算して、演算して得た開口面積とする制御信号を空気絞り弁２に出力する。
【００４４】
目標コンプレッサ回転数演算部２７は、図示しない流量センサと、目標空気流量からの比較結果、燃料電池流量圧力演算部２１からの目標圧力比及び目標空気流量に基づいて、コンプレッサ３での回転数を演算して得た回転数で駆動するようにコンプレッサモータ５に制御信号を出力する。
【００４５】
［コントローラによる電力制御処理］
図３に、コントローラ１３による電力制御処理について説明する。図３によれば、先ず、ステップＳ１では、温度センサ及び電流電圧センサ１０からバッテリ温度情報、バッテリ電流情報及びバッテリ電圧情報を検出してステップＳ２に処理を進める。
【００４６】
ステップＳ２では、ステップＳ１で入力したバッテリ電流情報及びバッテリ電圧情報に基づいて、バッテリ入出力可能電力演算部２３により電力貯蔵部９の充電レベル（ＳＯＣ）を演算して、ステップＳ３に処理を進める。
【００４７】
ステップＳ３では、ステップＳ１で入力したバッテリ温度とステップＳ２で演算して得た充電レベルとの関係を利用して、電力貯蔵部９の入力可能電力及び出力可能電力をバッテリ入出力可能電力演算部２３により演算して、ステップＳ４に処理を進める。このとき、バッテリ入出力可能電力演算部２３は、図４に示すような充電レベル（ＳＯＣ）とバッテリ温度と入力可能電力及び出力可能電力との関係を記述したテーブルを保持しており、入力された情報に基づいて入力可能電力及び出力可能電力を演算する。
【００４８】
ステップＳ４では、燃料電池スタック１が最低出力状態となっているときに必要な空気流量及び空気圧力を燃料電池流量圧力演算部２１により読み出してステップＳ５に処理を進める。このとき、燃料電池流量圧力演算部２１は、図５に示すような燃料電池スタック１の出力［％］、空気圧力及び空気流量の関係を記述したテーブルを保持しており、最低出力状態時の出力に応じた空気圧力値及び空気流量値を読み出す。
【００４９】
ステップＳ５では、要求される回生電力（回生電力要求値）を演算するために、アクセル操作量情報及び車両速度情報、ブレーキ操作情報などを得て、ステップＳ６に処理を進める。
【００５０】
ステップＳ６では、ステップＳ５で入力したアクセル操作量情報及び車両速度情報に基づいて、車両が要求する負荷（駆動トルク）を認識して、要求される回生電力を要求駆動回生電力演算部２４により演算してステップＳ７に処理を進める。このとき、要求駆動回生電力演算部２４は、図６に示すように、車両の速度、アクセル操作量に応じた駆動トルクを示すテーブルを備え、車両速度及びアクセル操作量に応じた駆動トルク値を得る。本例の要求駆動回生電力演算部２４は、図６に示すような特性より、車両速度が大きく、アクセル操作量が小さいときに駆動モータ１１の駆動トルクが負の値となり、マイナスとなっている駆動トルク分の電力量が回生電力となる。
【００５１】
ステップＳ７では、ステップＳ１で検出したバッテリ電流及びバッテリ電圧に基づいて、バッテリ入出力電力演算部２２によりバッテリ実入力電力及びバッテリ実出力電力を演算して、ステップＳ８に処理を進める。
【００５２】
ステップＳ８では、ステップＳ３で演算して得た入力可能電力とステップＳ７で演算して得たバッテリ実入力電力との大小比較をバッテリ電力偏差演算部２５により行う。入力可能電力がバッテリ実入力電力より大きいときにはステップＳ９に処理を進め、入力可能電力がバッテリ実入力電力より大きくないときにはステップＳ１０に処理を進める。
【００５３】
ステップＳ９では、コンプレッサ３の回転数の変化量を示す目標コンプレッサ回転数補正量、及び空気絞り弁２の開口面積の変化量を示す目標絞り弁開口面積補正量をともに「０」に設定してステップＳ１１に処理を進める。すなわち、この場合では、空気絞り弁２の開口面積及びコンプレッサ３での回転数を変化させない。
【００５４】
一方、ステップＳ１０では、下記の式１に従って目標コンプレッサ回転数補正量を演算すると共に、下記の式２に従って目標絞り弁開口面積補正量を演算をして、ステップＳ１１に処理を進める。
【００５５】
Ｋｐ１×ΔＱ＋∫（Ｋｉ１×ΔＱ）ｄｔ （式１）
Ｋｐ１：比例ゲイン
ΔＱ：目標とする空気流量−実際の空気流量
Ｋｉ１：積分ゲイン
Ｋｐ２×ΔＰ＋∫（Ｋｉ２×ΔＰ）ｄｔ （式２）
Ｋｐ２：比例ゲイン
ΔＰ：実際のバッテリ入力電力−バッテリ入力可能電力
Ｋｉ２：積分ゲイン
ここで、Ｋｐ１、Ｋｉ１は正の値であり、Ｋｐ２、Ｋｉ２は負の値であり、上記式１及び式２からわかるように、目標コンプレッサ回転数補正値はΔＱが大きいほど増加し、目標絞り弁開口面積補正値はΔＰが大きいほど減少するように制御される。
【００５６】
コントローラ１３は、ステップＳ３で計算したバッテリ入力可能電力から、ステップＳ７で計算したバッテリ入力電力を減算した差分電力ΔＰだけ目標コンプレッサ消費電力を増加させるような目標コンプレッサ回転数補正量及び目標絞り弁開口面積補正量を演算して、ステップＳ１１に処理を進める。
【００５７】
ステップＳ１１では、目標コンプレッサ回転数演算部２７は、ステップＳ４で演算して得た燃料電池スタック１の最低出力状態時に必要な空気流量及び空気圧力に基づいて目標コンプレッサ回転数の基本値を図７に示すマップにより演算し、目標コンプレッサ回転数補正量との和から目標コンプレッサ回転数を計算し、計算して得た目標コンプレッサ回転数とするようにコンプレッサモータ５に制御信号を出力する。
【００５８】
また、目標絞り弁開口面積演算部２６は、空気絞り弁２を全開状態にしているときの値と、目標絞り弁開口面積補正値との和として空気絞り弁２の開口面積を計算して、計算して得た開口面積とするように空気絞り弁２に制御信号を出力する。
【００５９】
［第１実施形態の効果］
このような処理を行うコントローラ１３を備えた燃料電池システムによれば、図８（ｂ）に示すように車両の走行速度が時間と共に減速して、図８（ａ）に示すように駆動モータ１１による回生が継続し、時刻Ｔ１で入力可能電力が回生電力よりも小さくなる。すると、空気絞り弁２の開口面積を小さくし（図８（ｅ））、コンプレッサ３の回転数を大きくすることでコンプレッサ３の消費電力を大きくすることで、回生電力をコンプレッサ３により消費するのを開始する（図８（ｄ）、（ｆ））。そして、図８（ｃ）に示す充電レベルが時刻Ｔ２において最高レベルとなった後、すなわち入力可能電力が「０」になっても、空気絞り弁２の開口面積を減少させコンプレッサ３の上流圧力を負圧にすることで、コンプレッサ３の消費電力を増やし、駆動モータ１１からの回生電力を吸収することができる。
【００６０】
これは、コンプレッサ３の全断熱仕事Ｐcompが以下の式で表されることによる。
【００６１】
Ｐcomp＝｛κ/（κ-1）｝×Q×R×Tin×[{（Pout／Pin）（κ−１／κ）}-1]
κ：比熱比
Ｑ：空気流量［ｋｇ／ｓ］
Ｒ：ガス定数
Ｔin：コンプレッサ入口空気温度［Ｋ］
Ｐout：コンプレッサ出口空気圧力［Ｐａ］
Ｐin：コンプレッサ入口空気圧力［Ｐａ］
すなわち、燃料電池スタック１の空気極の圧力（コンプレッサ出口圧力）及び 空気流量は最低出力確保のために所定値以上とするが、空気絞り弁２の開口面積を小さくしたことによりコンプレッサ入口圧力が低下し、Ｐout／Ｐinの値が増加することによる。そして、このＰout／Ｐinの値にコンプレッサ３の全断熱効率及びコンプレッサモータ５の効率で除算した値が実際のコンプレッサ３の消費電力となる。
【００６２】
また、この燃料電池システムによれば、要求される回生電力を演算して、この要求された回生電力がバッテリ入力可能電力よりも大きい場合には、空気絞り弁２の開口面積を調整することでコンプレッサ３に供給する空気圧力を調整すると共に、コンプレッサ３の運転条件を調整することで消費電力を調整して回生電力を消費するので、電力蓄積部９の充電レベルが高いとき、電力蓄積部９の周辺が低温であるときなど、電力蓄積部９での入力可能電力が小さい場合に、機械ブレーキに頼らず、所望とする減速度を確保することができる。
【００６３】
更に、燃料電池システムによれば、要求される回生電力が、バッテリ入力可能電力よりも大きい場合に、コンプレッサ３の運転条件を調整することで消費電力を増加し、バッテリ入力可能電力とコンプレッサ３の消費電力の増加分とに基づいて、回生電力を電力蓄積部９に入力する制御、またはコンプレッサ３で消費する制御をすることもできる。
【００６４】
したがって、この燃料電池システムによれば、車両の減速時に回生電力が発生したときに、バッテリ入力可能電力を越えて電力が電力蓄積部９に入力されることを防止する制御が可能となり、電力蓄積部９の劣化の進行を防止することができる。
【００６５】
更にまた、燃料電池システムでは、要求される回生電力がバッテリ入力可能電力よりも大きい場合には、回生電力とバッテリ入力可能電力との差分電力をコンプレッサ３で消費するための目標コンプレッサ回転数を決定し、燃料電池スタック１を最低出力で運転するために必要となる空気圧力及び流量、並びに目標コンプレッサ回転数に基づいて、目標コンプレッサ回転数の電力を消費するのに必要なコンプレッサ３の空気入口におけるガス圧力及びガス密度を求め、求めたガス圧力及びガス密度に基づいて空気絞り弁２の開口面積及びコンプレッサ３の運転条件を決定し、決定した運転条件に従って動作させるようにコンプレッサ３を制御することにより消費電力を制御することができる。
【００６６】
したがって、この燃料電池システムによれば、バッテリ入力可能電力が小さいときでも、所望とする減速度を確保することができると共に、純水の回収や燃料電池の安定動作の観点から要求される空気流量及び空気圧力の制限を守りながらコンプレッサ３での消費電力を大きくすることができる。
【００６７】
［第２実施形態に係る燃料電池システム］
つぎに、第２実施形態に係る燃料電池システムの構成を図９に示す。なお、上述の燃料電池システムと同じ部分については同符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００６８】
この燃料電池システムは、燃料圧力制御弁７と燃料電池スタック１との間及びコンプレッサ３と燃料電池スタック１との間に加湿器３１を設けると共に、空気圧力制御弁４からの排空気から水分を回収する水回収装置３２を設け、水回収装置３２と加湿器３１との間に水循環経路を設けている点で図１に示す燃料電池システムと異なる。
【００６９】
このように構成された燃料電池システムでは、コンプレッサ３から燃料電池スタック１に供給される空気及び燃料タンク６から燃料圧力制御弁７を介して燃料電池スタック１に供給される燃料ガスを加湿器３１により加湿し、燃料電池スタック１の発電の際に生成される水と加湿器３１で加湿に使用した水を水回収装置３２により回収する。そして、水回収装置３２は回収した水を再度加湿器３１に供給し、空気及び燃料ガスの加湿に使用する。
【００７０】
「コントローラの機能的な構成」
図１０に、コントローラ１３の機能的な構成を示す。第２実施形態に係るコントローラ１３では、目標コンプレッサ消費電力演算部４１、目標絞り弁下流空気密度演算部４２、目標絞り弁開口面積演算部４３、目標コンプレッサ回転数演算部４４を備える点で第１実施形態のコントローラ１３と異なる。
【００７１】
目標コンプレッサ消費電力演算部４１は、バッテリ入出力可能電力演算部２２からの入力可能電力、要求駆動回生電力演算部２４の要求負荷電力に基づいて、コンプレッサ３が消費する電力量の目標値である目標コンプレッサ消費電力を演算して、目標絞り弁下流空気密度演算部４２に出力する。
【００７２】
目標絞り弁下流空気密度演算部４２は、燃料電池流量圧力演算部２１からの目標圧力比、目標流量並びに目標コンプレッサ消費電力に基づいて、空気絞り弁２の下流位置での空気密度を示す目標絞り弁下流空気密度を演算して、目標絞り弁開口面積演算部４３及び目標コンプレッサ回転数演算部４４に出力する。
【００７３】
目標絞り弁開口面積演算部４３は、目標絞り弁下流空気密度を実現するように空気絞り弁２の開口面積を調整するための目標絞り弁開口面積を演算して、制御信号として空気絞り弁２に出力する。
【００７４】
目標コンプレッサ回転数演算部４４は、目標圧力比、目標絞り弁下流空気密度での目標流量を実現するコンプレッサ３の回転数とするための制御信号を生成してコンプレッサモータ５に出力する。
【００７５】
［コントローラによる電力制御処理］
図１１に第２実施形態におけるコントローラ１３の処理手順を示す。図１１にれば、ステップＳ２１〜ステップＳ２６までは上述の第１実施形態のステップＳ１〜ステップＳ６と同じ処理であるので説明を省略する。
【００７６】
ステップＳ２７では、上述の入力可能電力がステップＳ２６で演算された目標回生電力以上であるか否かの判定を目標コンプレッサ消費電力演算部４１により行う。入力可能電力が目標回生電力以上であるときには処理をステップＳ２８に進め、入力可能電力がステップＳ１６で演算された目標回生電力以上でないときには処理をステップＳ２９に進める。
【００７７】
ステップＳ２８では、ステップＳ２４で演算された燃料電池スタック１の最低出力状態において必要となる空気流量及び空気圧力に応じて目標コンプレッサ回転数を目標コンプレッサ回転数演算部４４により演算すると共に、目標絞り弁開口面積を全開相当とするように目標絞り弁開口面積演算部４３から空気絞り弁２に制御信号を出力して処理を終了する。
【００７８】
一方、ステップＳ２９では、目標コンプレッサ消費電力演算部４１で目標回生電力と入力可能電力との電力差を目標コンプレッサ消費電力として演算して、ステップＳ３０に処理を進める。
【００７９】
ステップＳ３０では、ステップＳ２９で演算された目標コンプレッサ消費電力とステップＳ２４で演算された燃料電池スタック１の最低出力状態において必要となる空気流量に基づいて、目標コンプレッサ消費電力を実現するのに必要な目標圧力比を演算して、ステップＳ３１に処理を進める。このとき、コントローラ１３は、図１２（ａ）に示すコンプレッサ３の消費電力、空気流量、圧力比の関係を記述したマップを参照して目標圧力比を求める。
【００８０】
ステップＳ３１では、ステップＳ２４で演算された最低出力状態において必要な空気圧力ｔＰをステップＳ２９で演算された目標圧力比で除算し、目標コンプレッサ入口圧力（空気密度）Ｐinを目標絞り弁下流空気密度演算部４２により演算して、ステップＳ３２に処理を進める。
【００８１】
ステップＳ３２では、ステップＳ３１で演算された目標コンプレッサ入口圧力Ｐinと、大気圧Ｐａ並びにステップＳ２４で演算された最低出力状態において必要な空気流量に基づいて、目標絞り弁開口面積演算部４３により目標絞り弁開口面積Ａを演算して、ステップＳ３３に処理を進める。このとき、目標絞り弁開口面積演算部４３は、下記の式４，式５を用いて、式３により目標絞り弁開口面積Ａを求める。
【００８２】
Ａ＝Ｑ（ρath＊Ｖath） （式３）
ρath＝ρin・（Ｐin／Ｐa）（１／κ a ） （式４）
Ｖath＝[(2・κa/κa-1)(Ｐa/ρa){1-（Ｐin／Ｐa)( κ a-1/ κ a)}]1/2 （式５）
Ｐa：大気圧
Ｐa：比熱比
ステップＳ３３では、ステップＳ３１で演算された目標コンプレッサ入口圧力Ｐinと、ステップＳ２４で演算された最低出力状態において必要な空気流量から、目標コンプレッサ体積流量Ｑcompを演算して、ステップＳ３４に処理を進める。このとき、下記式６を用いる。
【００８３】
Ｑcomp＝ｔＱ／（Ｐin／Ｔa／Ｒa） （式６）
Ｔa：大気温度
Ｒa：ガス定数（空気）
ステップＳ３４では、ステップＳ３３で演算した目標コンプレッサ体積流量ＱcompとステップＳ３０で演算した目標圧力比に基づいて、図１２（ｂ）に示すコンプレッサ回転速度と空気流量との関係を利用して目標コンプレッサ回転数演算部４４により目標コンプレッサ回転数を演算して処理を終了する。
【００８４】
［第２実施形態の効果］
このような処理を行うコントローラ１３を備えた燃料電池システムによれば、図１３（ｂ）に示すように車両の走行速度が時間と共に減速して、図１３（ａ）に示すように駆動モータ１１による回生が継続し、時刻Ｔ１で入力可能電力が回生電力よりも小さくなる。すると、空気絞り弁２の開口面積を小さく（図１３（ｅ））、コンプレッサ３の回転数を大きくすることで消費電力を大きくして回生電力をコンプレッサ３で消費し始める（図１３（ｄ）、（ｆ））。そして、図１３（ｃ）に示す充電レベルが時刻Ｔ２において最高レベルとなった後、すなわち入力可能電力が「０」になっても、空気絞り弁２の開口面積を減少させコンプレッサ３の上流圧力を負圧にすることで、コンプレッサ３の消費電力を増やし、駆動モータ１１からの回生電力を吸収することができる。また、この燃料電池システムによれば、水回収や圧力制御の観点から決定される空気流量と圧力の目標を精度良く行うことができる。すなわちこの燃料電池システムによれば、電力貯蔵部９の入力可能電力が小さいときでも、所望とする減速度を確保することができると共に、純水の回収や燃料電池スタック１の安定動作の観点から要求される空気流量及び空気圧力の制限を守りながらコンプレッサ３での消費電力を大きくすることができる。
【００８５】
また、上述したシステムによれば、要求される回生電力に基づいて、電力貯蔵部９の入力可能電圧とコンプレッサ３の消費電力とに分担する一例について説明したが、逆にコンプレッサ３の消費可能な電力の最大値と電力貯蔵部９の入力可能電圧に基づいて目標とする回生電力を決定しても良い。
【００８６】
ここで、燃料電池スタック１を発電させるに際して、燃料電池スタック１の発電電力を安定して確保するために、燃料ガス圧力と空気圧力との圧力差を所定値以上にしないことが必要となる。また、加湿に要する水を外部から供給せずに内部で生成するときには、排空気と共に外部に排出される水、すなわち、燃料電池スタック１の生成水、又は加湿した供給ガスに含まれる水分を回収する必要がある。多くの水を回収するためには、水回収装置３２の性能にも依存するが、通常、燃料電池スタック１の発電出力が一定であれば小ストイキ比とすることが望ましい。ストイキ比とは空気と燃料ガスとで別に定義され、空気ストイキ比は供給空気流量を消費空気流量で除算した値で表され、水素ストイキ比は供給水素流量を消費水素流量で除算した値で表される。そして、小ストイキ比になるということは供給ガス量が少ない、すなわち加湿に要する水が少なくなり、排空気に混入する水が少なくなることである。駆動モータ１１の回生時に電力貯蔵部９で充電できない電力量をコンプレッサ３で消費するとした場合、コンプレッサ３の回転数を増加させるために、空気流量及び／又は空気圧力を増加させる制御をするが、空気流量を増やすと高ストイキ比となり水回収の観点からは不利となる。また、空気圧力を増加させるということは、燃料ガスと空気圧力を所定値以上にしないという観点から、燃料ガスの圧力制御にも関わることになり、空気だけで行って良いことではない。
【００８７】
したがって、上述の第２実施形態に係る燃料電池システムでは、図１２（ａ）を参照して説明したように、空気流量、空気圧力比、消費電力の関係を記述したテーブルを参照して目標圧力比を決定するので、燃料ガスとの圧力差を大きくすることなく、水回収、燃料電池スタック１の安定動作を考慮してコンプレッサ３の消費電力を制御することができる。
【００８８】
［第３実施形態に係る燃料電池システム］
つぎに、第３実施形態に係る燃料電池システムの構成を図１４に示す。なお、上述の燃料電池システムと同じ部分については同符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００８９】
この燃料電池システムは、コンプレッサ３と燃料電池スタック１とを挿通する挿通管から分岐してコンプレッサ３で加圧させた空気を外部に排気する排気流路を設け、空気絞り弁２に代えて、排気流路に排気絞り弁５１を設けた点で図１に示す燃料電池システムと異なる。
【００９０】
排気絞り弁５１は、コントローラ１３と接続され、コントローラ１３からの制御信号に応じてその開口面積が調整され、排気する空気流量を調整する。
【００９１】
この第３実施形態に係る燃料電池システムにおいて、コントローラ１３は、空気絞り弁２に代えて排気絞り弁５１を制御する点を除いて、第１実施形態に係る燃料電池システムで説明した機能的な構成と同様であるので説明を省略する。
【００９２】
［コントローラによる電力制御処理］
図１５に第３実施形態におけるコントローラ１３の処理手順を示す。図１５にれば、ステップＳ４１〜ステップＳ４８までは上述の第１実施形態のステップＳ１〜ステップＳ８と同じ処理であるので説明を省略する。
【００９３】
ステップＳ４８での判定でバッテリ入力可能電力がバッテリ入力電力よりも大きいと判定されたステップＳ４９において、コントローラ１３は、コンプレッサ３の回転数補正量を示す目標コンプレッサ回転数補正量及び排気絞り弁５１の開口面積を示す目標絞り弁開口面積を共に「０」に設定して、ステップＳ５１に処理を進める。すなわち、このステップＳ４９では排気絞り弁５１を全閉状態にし、コンプレッサ３の回転数に補正を加えない設定をする。
【００９４】
一方、ステップＳ４８での判定でバッテリ入力可能電力がバッテリ入力電力よりも大きくないと判定されたステップＳ５０において、コントローラ１３は、燃料電池スタック１に供給する空気圧力及び空気流量をステップＳ４４で求めた値に維持するようにコンプレッサ３及び排気絞り弁５１を制御した状態にする。この状態においてコントローラ１３は、ステップＳ４３で計算したバッテリ入力可能電力から、ステップＳ４７で計算したバッテリ入力電力を減算した差分電力ΔＰだけ目標コンプレッサ消費電力を増加させるような目標コンプレッサ回転数補正量及び目標絞り弁開口面積補正量を演算して、ステップＳ５１に処理を進める。
【００９５】
なお、このステップＳ５０で演算して得た目標コンプレッサ回転数補正量及び目標絞り弁開口面積補正量は、空気流路のモデルに基づく演算式で求めて良く、ステップＳ４４で求めた燃料電池スタック１に供給する空気圧力及び空気流量と、差分電力ΔＰとを対応づけたマップを検索することで求めても良い。
【００９６】
ステップＳ５１において、コントローラ１３の目標コンプレッサ回転数演算部２７は、ステップＳ４４で求めた燃料電池スタック１の空気圧力及び空気流量に基づいて目標コンプレッサ回転数の基本値を図７に示すマップにより演算し、ステップＳ５０で求めた目標コンプレッサ回転数補正量との和から目標コンプレッサ回転数を計算し、計算して得た目標コンプレッサ回転数とするようにコンプレッサモータ５に制御信号を出力する。
【００９７】
また、コントローラ１３の目標絞り弁開口面積演算部２６は、排気絞り弁５１を全閉状態にしているとき、すなわち絞り弁開口面積の基本値が「０」であるときにステップＳ５０で求めた目標絞り弁開口面積補正値を加算して目標絞り弁開口面積を決定し、排気絞り弁５１に出力する。
【００９８】
［第３実施形態の効果］
このような処理をするコントローラ１３を備えた燃料電池システムによれば、排気絞り弁５１の開口面積を制御してコンプレッサ３での消費電力を制御することができるので、第１実施形態と同様に、コンプレッサ３の消費電力を増やし、駆動モータ１１からの回生電力を吸収することができる。
【００９９】
これは、コンプレッサ３の断熱仕事Ｐcompが以下の式で表されることによる。
【０１００】
Ｐcomp＝｛κ/（κ-1）｝×Q×R×Tin×[{（Pout-Pin）（κ−１／κ）}-1]
κ：比熱比
Ｑ：空気流量［ｋｇ／ｓ］
Ｒ：ガス定数
Ｔin：コンプレッサ入口空気温度［Ｋ］
Ｐout：コンプレッサ出口空気圧力［Ｐａ］
Ｐin：コンプレッサ入口空気圧力［Ｐａ］
すなわち、コンプレッサ３の空気吐出流量を増加させることにより、コンプレッサ３の断熱仕事Ｐcompを比例的に増加させることができることに基づくものである。
【０１０１】
また、この燃料電池システムによれば、車両の減速時に要求される回生電力を演算して、この要求される回生電力がバッテリ入力可能電力よりも大きい場合には、排気絞り弁５１の開口面積を調整することで排気流量を調整すると共に、コンプレッサ３のの運転条件を調整することで消費電力を調整して回生電力を消費するので、電力蓄積部９の充電レベルが高いとき、電力蓄積部９の周辺が低温であるときなど、バッテリ入力可能電力が小さい場合に、機械ブレーキに頼らず、所望とする減速度を確保することができる。
【０１０２】
更に、燃料電池システムによれば、要求される回生電力が、バッテリ入力可能電力よりも大きい場合に、コンプレッサ３の運転条件を調整することで消費電力を増加し、バッテリ入力可能電力とコンプレッサ３の消費電力の増加分とに基づいて、回生電力を電力蓄積部９に入力する制御、またはコンプレッサ３で消費する制御をすることもできる。
【０１０３】
したがって、この燃料電池システムによれば、車両の減速時に回生電力が発生したときに、バッテリ入力可能電力を越えて電力が電力蓄積部９に入力されることを防止する制御が可能となり、電力蓄積部９の劣化の進行を防止することができる。
【０１０４】
更にまた、燃料電池システムによれば、回生電力がバッテリ入力可能電力よりも大きい場合には、回生電力とバッテリ入力可能電力との差分電力をコンプレッサ３で消費するための目標コンプレッサ回転数を決定し、燃料電池スタック１を最低出力で運転するために必要となる空気圧力及び流量、並びに目標コンプレッサ回転数に基づいて、目標コンプレッサ回転数の電力を消費するのに必要なコンプレッサ３の空気出口における空気圧力、空気流量及び排気流量を求め、求めた空気圧力、空気流量及び排気流量に基づいて排気絞り弁５１の開口面積及びコンプレッサ３の運転条件を決定し、決定した運転条件に従って動作させるようにコンプレッサ３を制御することにより消費電力を制御することができる。
【０１０５】
したがって、この燃料電池システムによれば、バッテリ入力可能電力が小さいときでも、所望とする減速度を確保することができると共に、純水の回収や燃料電池の安定動作の観点から要求される空気流量及び空気圧力の制限を守りながらコンプレッサ３での消費電力を大きくすることができる。
【０１０６】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１実施形態に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図２】コントローラの機能的な構成を示すブロック図である。
【図３】コントローラによりコンプレッサの回転数、空気絞り弁の開口面積を決定するときの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】充電レベル（ＳＯＣ）と入力可能電力及び出力可能電力との関係を温度ごとに示す図である。
【図５】燃料電池スタックの発電電力と、空気圧力及び空気流量との関係を示す図である。
【図６】車両の速度と、駆動トルクとの関係をアクセル操作量ごとに示す図である。
【図７】コンプレッサの回転速度と、空気流量との関係を示す図である。
【図８】第１実施形態における効果を説明するための図であり、（ａ）は回生電力と入力可能電力との関係を示す図であり、（ｂ）は車両の速度の変化を示す図であり、（ｃ）は充電レベルの変化を示す図であり、（ｄ）はコンプレッサの消費電力を示す図であり、（ｅ）は空気絞り弁の開口面積の変化を示す図であり、（ｆ）はコンプレッサの回転数の変化を示す図である。
【図９】本発明を適用した第２実施形態に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】コントローラの機能的な構成を示すブロック図である。
【図１１】コントローラによりコンプレッサの回転数、空気絞り弁の開口面積を決定するときの処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】コンプレッサの回転数を決定するときの処理について説明するための図である。
【図１３】第２実施形態における効果を説明するための図であり、（ａ）は回生電力と入力可能電力との関係を示す図であり、（ｂ）は車両の速度の変化を示す図であり、（ｃ）は充電レベルの変化を示す図であり、（ｄ）はコンプレッサの消費電力及び燃料電池スタックの発電電力を示す図であり、（ｅ）は空気絞り弁の開口面積、燃料電池スタックの空気極の圧力及びコンプレッサの入口圧力の変化を示す図であり、（ｆ）はコンプレッサの回転数及びコンプレッサの吐出質量流量の変化を示す図である。
【図１４】本発明を適用した第３実施形態に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図１５】コントローラによりコンプレッサの回転数、排気絞り弁の開口面積を決定するときの処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 燃料電池スタック
２ 空気絞り弁
３ コンプレッサ
４ 空気圧力制御弁
５ コンプレッサモータ
６ 燃料タンク
７ 燃料圧力制御弁
８ 電力制御部
９ 電力貯蔵部
１０ 電流電圧センサ
１１ 駆動モータ
１２ 車輪
１３ コントローラ
２１ 燃料電池流量圧力演算部
２２ バッテリ入出力電力演算部
２３ バッテリ入出力可能電力演算部
２４ 要求回生電力演算部
２５ バッテリ電力偏差演算部
２６ 目標絞り弁開口面積演算部
２７ 目標コンプレッサ回転数演算部
３１ 加湿器
３２ コンプレッサ
４１ 目標コンプレッサ消費電力演算部
４２ 目標絞り弁下流空気密度演算部
４３ 目標絞り弁開口面積演算部
４４ 目標コンプレッサ回転数演算部
５１ 排気絞り弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a fuel cell system that supplies fuel gas to a fuel cell and also supplies oxidant gas to control the amount of power generated by the fuel cell and supplies generated power to a load such as a drive motor and a battery. .
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel cell system that supplies a fuel gas containing hydrogen to a fuel cell, supplies air containing oxygen to generate power by the fuel cell, and drives a drive motor or the like using the generated power is known. This fuel cell system is mounted on a vehicle or the like and used as a drive source for the vehicle.
[0003]
An example of a conventional fuel cell system is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-92610. In this fuel cell system, the target charge level of the battery is set according to the vehicle speed in order to avoid an increase in the size of the battery and to improve the acceleration performance and power regeneration performance of the vehicle. In this fuel cell system, when the vehicle speed is high, the target charge level is lowered, and control is performed to charge the battery with the generated power from the fuel cell.
[0004]
According to this fuel cell system, the target charge level is set lower as the vehicle speed is higher, so that the power that can be input to the battery is secured, and the regenerative power charge generated from the drive motor when decelerating is secured.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional fuel cell system, since the control is performed to set the target charge level according to the vehicle speed, the battery is actually discharged, so that the input power of the battery can be secured. There is a problem that a certain amount of time is required, and therefore, an instantaneous request cannot be met.
[0006]
Further, in the conventional fuel cell system, when the vehicle continuously travels on a downhill, the battery does not need to be discharged, so the battery charge level becomes the highest level, and the power from the drive motor is regenerated to the battery. Thus, there is a problem that the rotational speed of the drive motor cannot be reduced. In such a fuel cell system, regenerative electric power cannot be absorbed by the battery, so that it depends on a mechanical brake.
[0007]
Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described conventional situation, and can consume a large amount of power when the charge level of the battery is high or when a large amount of regenerative power needs to be consumed. Provided is a control device for a fuel cell system.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is configured to include an electrolyte membrane sandwiched between an oxidant electrode and a fuel electrode in a control device for a fuel cell system mounted on a vehicle, and the oxidant A fuel cell that is supplied with an oxidant gas on the electrode side, and that generates power by supplying a fuel gas to the fuel electrode side; an oxidant gas pressurizing and supplying unit that supplies the oxidant gas to the fuel cell; and the fuel Fuel gas supply means for supplying fuel gas to the battery;Pressure that is provided in a flow path for introducing oxidant gas into the oxidant gas pressure supply means, and that adjusts the opening area of the flow path to adjust the oxidant gas pressure supplied to the oxidant gas pressure supply means Adjusting means;The above fuel cellInsideOxidant gas pressure and flow rateAbove a predetermined value to ensure the minimum output of the fuel cellControl means for adjusting the power consumption of the oxidant gas pressurizing and supplying means and controlling the net power generation amount of the fuel cell system.The control means controls the pressure adjusting means so as to adjust the pressure of the oxidizing gas supplied to the pressure supplying means for oxidizing gas, thereby controlling the pressure and flow rate of the oxidizing gas in the fuel cell. By adjusting the number of revolutions of the oxidant gas pressurization supply means for making it equal to or greater than a predetermined value, the power consumption of the oxidant gas pressurization supply means determined by the number of revolutions is adjusted, and the fuel cell system Control net power generation.
[0010]
  Claim2In the invention according to the above, in the control device of the fuel cell system mounted on the vehicle, the electrolyte membrane is sandwiched between the oxidant electrode and the fuel electrode, and the oxidant gas is supplied to the oxidant electrode side. A fuel cell that generates fuel by supplying fuel gas to the fuel electrode; an oxidant gas pressurizing supply unit that supplies oxidant gas to the fuel cell; and a fuel gas supply unit that supplies fuel gas to the fuel cell; ,The exhaust gas flow is provided in an exhaust flow path that is branched from a flow path through which the oxidant gas pressurization supply means and the fuel cell are inserted, and that exhausts the oxidant gas from the oxidant gas pressurization supply means. An exhaust flow rate adjusting means for adjusting the exhaust flow rate by adjusting the opening area of the road;The above fuel cellInsideOxidant gas pressure and flow rateAbove a predetermined value to ensure the minimum output of the fuel cellControl means for adjusting the power consumption of the oxidant gas pressurizing and supplying means and controlling the net power generation amount of the fuel cell system.And the control means controls the exhaust flow rate adjusting means so as to adjust the exhaust flow rate from the exhaust flow path, whereby the oxidant gas pressure and flow rate in the fuel cell are made constant. By adjusting the rotation speed of the oxidant gas pressure supply means, the power consumption of the oxidant gas pressure supply means determined by the rotation speed is adjusted to control the net power generation amount of the fuel cell system..
[0011]
  Claim3The power storage means for storing the power generated by the fuel cell and the power generated by the vehicle motor is further provided, and the control means regenerates the vehicle motor in response to an external vehicle deceleration request. When the required power value is determined and this regenerative power request value is larger than the power that can be input to the power storage means, the oxidant gas pressure supplied to the oxidant gas pressurization supply means by adjusting the opening area The pressure adjusting means is controlled so as to adjust the power, and the oxidant gas pressurizing and supplying means is controlled so as to adjust the power consumption by adjusting the operating conditions to consume regenerative power.
[0012]
  Claim4The power storage means for storing the power generated by the fuel cell and the power generated by the vehicle motor is further provided, and the control means regenerates the vehicle motor in response to an external vehicle deceleration request. When the required power value is determined, and this required regenerative power value is greater than the power that can be input to the power storage means, the exhaust flow rate adjusting means is controlled to adjust the exhaust flow rate by adjusting the opening area. At the same time, the oxidant gas pressurizing and supplying means is controlled so as to adjust the power consumption by adjusting the operating conditions to consume the regenerative power.
[0013]
  Claim5In the invention according to the invention, the control means may adjust the operating condition to increase the power consumption when the regenerative power requirement value of the vehicle motor is larger than the power that can be input to the power storage means. Controlling the oxidant gas pressurization supply means, and based on the input power available to the power storage means and the increase in power consumption of the oxidant gas pressurization supply means, the regenerative power of the vehicle motor is stored in the power storage. Control to be input to the means, or control to be consumed by the oxidant gas pressure supply means.
[0014]
  Claim6In the invention according to the present invention, the control means determines a regenerative power request value for the vehicle motor in response to a vehicle deceleration request from the outside, and the regenerative power request value is greater than the input allowable power of the power storage means. In the case of being large, in order to determine the power consumption target value for consuming the differential power between the regenerative power requirement value and the input possible power by the oxidant gas pressurizing and supplying means, and to operate the fuel cell at the minimum output Based on the required oxidant gas pressure and flow rate and the power consumption target value, the gas pressure at the oxidant gas inlet of the oxidant gas pressurizing and supplying means required to consume the power of the power consumption target value And determining the opening area to be adjusted by the pressure adjusting means and the operating condition of the oxidant gas pressurizing and supplying means based on the determined gas pressure and gas density, and operating according to the determined operating condition. Controlling the power consumption by controlling the oxidant gas pressure supply means to cause.
[0015]
  Claim7In the invention according to the present invention, the control means determines a regenerative power request value for the vehicle motor in response to a vehicle deceleration request from the outside, and the regenerative power request value is greater than the input allowable power of the power storage means. In the case of being large, in order to determine the power consumption target value for consuming the differential power between the regenerative power requirement value and the input possible power by the oxidant gas pressurizing and supplying means, and to operate the fuel cell at the minimum output Gas pressure at the oxidant gas outlet of the oxidant gas pressurizing and supplying means necessary for consuming the power of the power consumption target value based on the required oxidant gas pressure and flow rate and the power consumption target value The gas flow rate and the exhaust flow rate are obtained, and the opening area to be adjusted by the exhaust flow rate control means and the operating condition of the oxidant gas pressure supply means are determined based on the obtained gas pressure, gas flow rate and exhaust flow rate. Controlling the power consumption by controlling the oxidant gas pressure supply means to operate in accordance with operating conditions.
[0016]
【The invention's effect】
  According to the first aspect of the present invention, the power consumption of the oxidant gas pressurizing and supplying means is adjusted in a state in which the pressure and flow rate of the oxidant gas supplied to the fuel cell are kept constant, and the fuel cell system Since the net power generation amount is controlled, for example, when regenerative power is generated when the vehicle is decelerated, power can be consumed by the oxidant gas pressurizing and supplying means of the fuel cell system.Further, the pressure adjusting means is controlled so as to adjust the oxidant gas pressure supplied to the oxidant gas pressure supplying means, and the oxidant gas pressure supplying means is adjusted so as to adjust the power consumption by adjusting the operating conditions. And controlling the net power generation amount of the fuel cell system, as in the invention according to claim 1, for example, when regenerative electric power is generated during deceleration of the vehicle, the oxidant gas is pressurized and supplied to the fuel cell system. Power can be consumed by the means.
[0018]
  Claim2According to the invention according toIn a state where the pressure and flow rate of the oxidant gas supplied to the fuel cell are controlled to be constant, the power consumption of the oxidant gas pressure supply means is adjusted and the net power generation amount of the fuel cell system is controlled. When regenerative power is generated during deceleration or the like, power can be consumed by the oxidant gas pressurizing and supplying means of the fuel cell system. Also,The exhaust flow rate adjusting means is controlled so as to adjust the exhaust flow rate from the exhaust flow path, and the oxidant gas pressurizing and supplying means is controlled so as to adjust the power consumption by adjusting the operating conditions. Since the amount of power generation is controlled, as in the invention according to claim 1, when regenerative power is generated, for example, when the vehicle is decelerated, the oxidant gas pressurizing and supplying means of the fuel cell system can consume power. it can.
[0019]
  Claim3According to the invention according to the present invention, when the regenerative power request value in the vehicle motor is determined in response to the vehicle deceleration request, and the regenerative power request value is larger than the power that can be input to the power storage means, the pressure adjusting means Adjusting the opening area by adjusting the oxidant gas pressure supplied to the oxidant gas pressurization supply means, and adjusting the operating conditions to adjust the power consumption of the oxidant gas pressurization supply means to regenerate power Therefore, when regenerative power is generated during deceleration of the vehicle, power can be consumed by the oxidant gas pressurizing and supplying means of the fuel cell system. Claims3According to the invention according to the present invention, when the input power at the power storage means is small, such as when the charge level of the power storage means is high or the surroundings of the power storage means are low, it is not desired to rely on the mechanical brake. It is possible to secure the deceleration to be performed.
[0020]
  Claim4According to the present invention, when the regenerative power requirement value in the vehicle motor is determined in response to the vehicle deceleration request, and this regenerative power requirement value is larger than the power that can be input to the power storage means, the exhaust flow rate adjustment is performed. The exhaust flow is adjusted by adjusting the opening area by means, and the regenerative power is consumed by adjusting the power consumption by adjusting the operating conditions of the oxidant gas pressurizing and supplying means. When this occurs, power can be consumed by the oxidant gas pressurizing and supplying means of the fuel cell system. Claims4According to the invention according to the present invention, when the input power at the power storage means is small, such as when the charge level of the power storage means is high or the surroundings of the power storage means are low, it is not desired to rely on the mechanical brake. It is possible to secure the deceleration to be performed.
[0021]
  Claim5According to the invention according to the above, when the regenerative power requirement value of the vehicle motor is larger than the power that can be input to the power storage means, the power consumption is increased by adjusting the operating conditions of the oxidant gas pressurization supply means, Control for inputting the regenerative power of the vehicle motor to the power storage means based on the inputable power of the power storage means and the increase in power consumption of the oxidant gas pressurization supply means, or the oxidant gas pressurization supply Since the consumption control is performed by the means, the power can be consumed by the oxidant gas pressurization supply means of the fuel cell system when regenerative power is generated during deceleration of the vehicle. And this claim5According to the invention according to the present invention, it is possible to perform control for preventing power from being input beyond the power that can be input by the power storage unit, and it is possible to prevent the power storage unit from deteriorating.
[0022]
  Claim6In the invention according to the present invention, when the regenerative power requirement value is larger than the input possible power of the power storage unit, the consumption for consuming the difference power between the regenerative power requirement value and the input possible power by the oxidant gas pressurization supply unit. The power target value is determined, and based on the oxidant gas pressure and flow rate required for operating the fuel cell at the minimum output, and the power consumption target value, it is necessary to consume the power of the power consumption target value. The gas pressure and gas density at the oxidant gas inlet of the oxidant gas pressure supply means are obtained, and the opening area and the operating conditions of the oxidant gas pressure supply means that are adjusted by the pressure adjustment means based on the obtained gas pressure and gas density The power consumption is controlled by controlling the oxidant gas pressurizing and supplying means so as to operate according to the determined operating conditions. With the oxidant gas supply and pressurizing means, while keeping the restrictions on the oxidant gas flow rate and oxidant gas pressure required from the viewpoint of recovery of pure water and stable operation of the fuel cell The power consumption can be increased.
[0023]
  Claim7In the invention according to the present invention, when the regenerative power requirement value is larger than the input possible power of the power storage means, the difference power between the regenerative power requirement value and the input possible power is consumed by the oxidant gas pressurization supply means. The power consumption target value is determined, and based on the oxidant gas pressure and flow rate required to operate the fuel cell at the minimum output, and the power consumption target value, the power consumption target value is consumed. The gas pressure, gas flow rate and exhaust flow rate at the oxidant gas outlet of the oxidant gas pressurizing supply means are obtained, and the opening area and the oxidant gas adjusted by the exhaust flow rate control means based on the obtained gas pressure, gas flow rate and exhaust flow rate Power consumption is controlled by determining the operating conditions of the pressurized supply means and controlling the oxidant gas pressurized supply means so as to operate according to the determined operating conditions. Even when the force is small, the desired deceleration can be ensured, and the oxidant gas can be pressurized while adhering to the restrictions on the air flow rate and air pressure required from the viewpoint of recovery of pure water and stable operation of the fuel cell. Power consumption in the supply means can be increased.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
[Configuration of Fuel Cell System According to First Embodiment]
FIG. 1 shows a configuration when the fuel cell system is mounted on a vehicle. As can be seen from FIG. 1, the fuel cell system includes a fuel cell stack 1 that is supplied with a hydrogen-containing gas and a fuel gas to generate power. The fuel cell stack 1 is composed of, for example, a plurality of fuel cell structures in which a fuel cell structure in which an oxidant electrode and a fuel electrode are provided with a solid polymer electrolyte membrane interposed therebetween is sandwiched by separators. The fuel cell stack 1 generates power by supplying air as an oxidant gas to the oxidant electrode side and supplying hydrogen gas as a fuel gas to the fuel electrode side.
[0026]
The fuel cell system includes an air throttle valve 2, a compressor 3, and an air pressure control valve 4 connected by an insertion tube that supplies air to the fuel cell stack 1, and further includes a compressor motor 5 that drives the compressor 3. In this fuel cell system, air from the outside is supplied from the air throttle valve 2 to the compressor 3, air is supplied from the compressor 3 to the fuel cell stack 1 at a specified flow rate, and the fuel cell stack 1 is discharged without being used. The exhausted air is exhausted through the air pressure control valve 4.
[0027]
In this fuel cell system, a control signal from a controller 13, which will be described later, is supplied to the air throttle valve 2 and the compressor motor 5, whereby the flow rate of air supplied from the compressor 3 to the fuel cell stack 1 is controlled, and the air By supplying a control signal to the pressure control valve 4, the air pressure supplied to the fuel cell stack 1 is controlled.
[0028]
The fuel cell system also includes a fuel tank 6 connected by an insertion pipe for supplying fuel gas to the fuel cell stack 1 and a fuel pressure control valve 7. In this fuel cell system, an opening area of the fuel pressure control valve 7 is controlled by supplying a control signal from the controller 13 to the fuel pressure control valve 7, and the fuel gas pressure supplied from the fuel tank 6 to the fuel cell stack 1 is controlled. Be controlled.
[0029]
The fuel cell system further includes a power control unit 8 that extracts the generated power generated by the fuel cell stack 1, a power storage unit 9 that stores the generated power generated by the fuel cell stack 1, and a battery voltage of the power storage unit 9. And a current / voltage sensor 10 for detecting the battery current, a drive motor 11 that is a load driven by the generated power generated by the fuel cell stack 1 or the power of the power storage unit 9, and a wheel 12 driven by the drive motor 11. Prepare.
[0030]
In this fuel cell system, in accordance with a control signal supplied from the controller 13 to the power control unit 8, the power generated by the fuel cell stack 1 is taken out by the power control unit 8, and the power storage unit 9 or the drive motor 11 is extracted from the power control unit 8. To supply.
[0031]
Further, the fuel cell system includes a controller 13 that controls the above-described units. The controller 13 reads out a power control program stored therein, for example, and executes the power control program to generate control signals for controlling the above-described units. The controller 13 is connected to the current voltage sensor 10 and various sensors, and the accelerator operation amount information indicating the operation amount of the accelerator which is a drive amount control command by the vehicle driver, the brake operation amount information, the vehicle speed information indicating the state of the vehicle, Battery voltage information and battery current information are input.
[0032]
The controller 13 calculates a target power generation amount that is a target generated power of the fuel cell stack 1 based on the various pieces of input information, and sends a control signal to the fuel pressure control valve 7 so as to obtain a desired power generation amount. To control the fuel gas pressure by supplying fuel gas to the fuel cell stack 1, to control the flow rate of air supplied to the fuel cell stack 1 by outputting a control signal to the compressor motor 5, and the air throttle valve The control unit 4 outputs a control signal to adjust the air pressure, and also outputs a control signal to the power control unit 8 to adjust the amount of power taken out from the fuel cell stack 1 to adjust the power storage unit 9 and / or the drive motor. 11 is supplied with electric power.
[0033]
Further, the controller 13 calculates the drive amount of the drive motor 11, that is, the required load, based on the accelerator operation amount information and the vehicle speed information, and outputs a control signal to the drive motor 11 to drive the drive motor 11. And the input / output possible power of the power storage unit 9 and the charge level (SOC [%]) of the power storage unit 9 are calculated based on the battery current information and the battery voltage information detected by the current / voltage sensor 10. To do.
[0034]
Furthermore, the controller 13 adjusts the amount of power consumed by the compressor 3 by adjusting the opening area of the air throttle valve 4 when the net power generation amount of the fuel cell system is made smaller than the total amount of power consumed by the vehicle. To do.
[0035]
The net electric energy is an electric energy obtained by subtracting the electric power for operating the fuel cell system from the electric power generated by the fuel cell stack 1. That is, in this example, the net electric energy is obtained from the generated electric power generated by the fuel cell stack 1 and output from the electric power control unit 8, and the fuel cells of the air throttle valve 2, the air pressure control valve 4 and the fuel pressure control valve 7. It is the power obtained by subtracting the power consumption in the system auxiliary machine and the power consumption in the compressor 3, and is consumed in the power storage unit 9, the drive motor 11 or the vehicle auxiliary machine (not shown). The net power is the power consumed by the compressor 3 when it is controlled to be smaller than the total power consumed by the vehicle, which is the power consumed by the drive motor 11 and the vehicle auxiliary equipment.
[0036]
"Functional configuration of the controller"
FIG. 2 shows a functional configuration of the controller 13. The controller 13 stores various information in advance in an internal memory or the like, and inputs the battery current information and the battery voltage information from the fuel cell flow rate pressure calculation unit 21 that calculates the flow rate and pressure of fuel gas and air, and the current voltage sensor 10. Battery input / output power calculation unit 22, battery input / output possible power calculation unit 23 to which battery temperature information is input from a temperature sensor (not shown), accelerator operation amount information, vehicle speed information, and brake operation amount information are input. A request drive regenerative power calculation unit 24;
[0037]
The fuel cell flow rate pressure calculation unit 21 reads the stack minimum output power amount information as shown in FIG. 5 described later from the memory, and sets the target air pressure ratio to the atmospheric pressure of the air when the fuel cell stack 1 is in the minimum output state. And the target air flow rate is calculated and output to the target throttle valve opening area calculation unit 26 and the target compressor rotation number calculation unit 27. Here, the minimum output state does not need to be supplied to the drive motor 11 or the power control unit 8 but means that the fuel cell stack 1 needs to be driven due to the dry characteristics thereof. Further, the fuel cell flow rate pressure calculation unit 21 calculates the target air flow rate so as not to make the generated power of the fuel cell stack 1 zero in order to prevent the membrane in the fuel cell stack 1 from drying.
[0038]
The battery input / output power calculation unit 22 calculates the current input power amount and the output power amount by the power storage unit 9 based on the battery current information and the battery voltage information from the current / voltage sensor 10, and calculates the actual battery input power and the battery. The actual output power is obtained and output to the battery power deviation calculator 25.
[0039]
The battery input / output possible power calculation unit 23 calculates the charge level from the battery voltage and current, and refers to the table shown in FIG. The possible electric energy is calculated, the input possible power and the output possible power of the power storage unit 9 are obtained and output to the battery power deviation calculation unit 25.
[0040]
The required driving regenerative power calculation unit 24 stores driving torque for vehicle speed and accelerator operation amount shown in FIG. 6 described later in an internal memory, and based on accelerator operation amount information, vehicle speed information, and brake operation amount information. Then, the regenerative power to be regenerated by the drive motor 11 is calculated based on the current driving state of the vehicle. The target torque calculator 28 calculates the target torque of the drive motor 11 according to the required regenerative power that is the regenerative power to be regenerated, and instructs the drive motor 11 to calculate the target torque. As a result, the drive motor 11 is controlled to achieve the instructed target torque.
[0041]
The controller 13 further includes a battery power deviation calculation unit 25, a target throttle valve opening area calculation unit 26, and a target compressor rotation number calculation unit 27.
[0042]
The battery power deviation calculation unit 25 compares the power actually input to the power storage unit 9 and the power that can be input to the power storage unit 9, and compares the comparison results with the target throttle valve opening area calculation unit 26 and the target compressor. It outputs to the rotation speed calculation part 27.
[0043]
The target throttle valve opening area calculator 26 calculates the opening area of the air throttle valve 2 based on the comparison result from the battery power deviation calculator 25 and the target pressure ratio and target air flow rate from the fuel cell flow rate pressure calculator 21. A control signal for calculating the opening area obtained by the calculation is output to the air throttle valve 2.
[0044]
The target compressor rotation speed calculation unit 27 calculates the rotation speed in the compressor 3 based on the comparison result from the flow rate sensor (not shown), the target air flow rate, the target pressure ratio and the target air flow rate from the fuel cell flow rate pressure calculation unit 21. A control signal is output to the compressor motor 5 so as to drive at the rotation speed obtained by the calculation.
[0045]
[Power control processing by controller]
FIG. 3 illustrates the power control process performed by the controller 13. According to FIG. 3, first, in step S1, battery temperature information, battery current information, and battery voltage information are detected from the temperature sensor and current voltage sensor 10, and the process proceeds to step S2.
[0046]
In step S2, the charge level (SOC) of the power storage unit 9 is calculated by the battery input / output possible power calculation unit 23 based on the battery current information and battery voltage information input in step S1, and the process proceeds to step S3. .
[0047]
In step S3, by using the relationship between the battery temperature input in step S1 and the charge level calculated in step S2, the input power and output power of the power storage unit 9 are calculated from the battery input / output power calculation unit. And the process proceeds to step S4. At this time, the battery input / output possible power calculation unit 23 holds a table describing the relationship between the charge level (SOC), the battery temperature, the input possible power, and the output possible power as shown in FIG. Based on the obtained information, input power and output power are calculated.
[0048]
In step S4, the air flow rate and air pressure required when the fuel cell stack 1 is in the minimum output state are read by the fuel cell flow rate pressure calculation unit 21, and the process proceeds to step S5. At this time, the fuel cell flow rate pressure calculation unit 21 holds a table describing the relationship between the output [%], the air pressure and the air flow rate of the fuel cell stack 1 as shown in FIG. Read the air pressure value and air flow value according to the output.
[0049]
In step S5, accelerator operation amount information, vehicle speed information, brake operation information, and the like are obtained to calculate the required regenerative power (regenerative power request value), and the process proceeds to step S6.
[0050]
In step S6, based on the accelerator operation amount information and the vehicle speed information input in step S5, the load required by the vehicle (drive torque) is recognized, and the required regenerative power is calculated by the required drive regenerative power calculation unit 24. Then, the process proceeds to step S7. At this time, as shown in FIG. 6, the required drive regenerative power calculation unit 24 includes a table indicating the drive torque according to the vehicle speed and the accelerator operation amount, and sets the drive torque value according to the vehicle speed and the accelerator operation amount. obtain. The required drive regenerative power calculation unit 24 of the present example has a negative value because the drive torque of the drive motor 11 is negative when the vehicle speed is large and the accelerator operation amount is small due to the characteristics shown in FIG. The amount of power for the drive torque is regenerative power.
[0051]
In step S7, based on the battery current and battery voltage detected in step S1, the battery input / output power calculator 22 calculates the battery actual input power and battery actual output power, and the process proceeds to step S8.
[0052]
In step S8, the battery power deviation calculation unit 25 performs a magnitude comparison between the input allowable power calculated in step S3 and the battery actual input power calculated in step S7. When the input possible power is larger than the battery actual input power, the process proceeds to step S9. When the input possible power is not larger than the battery actual input power, the process proceeds to step S10.
[0053]
In step S9, the target compressor rotational speed correction amount indicating the amount of change in the rotational speed of the compressor 3 and the target throttle valve opening area correction amount indicating the amount of change in the opening area of the air throttle valve 2 are both set to “0”. The process proceeds to step S11. That is, in this case, the opening area of the air throttle valve 2 and the rotational speed of the compressor 3 are not changed.
[0054]
On the other hand, in step S10, the target compressor rotation speed correction amount is calculated according to the following equation 1, and the target throttle valve opening area correction amount is calculated according to the following equation 2, and the process proceeds to step S11.
[0055]
Kp1 × ΔQ + ∫ (Ki1 × ΔQ) dt (Formula 1)
Kp1: Proportional gain
ΔQ: Target air flow rate-actual air flow rate
Ki1: Integral gain
Kp2 × ΔP + ∫ (Ki2 × ΔP) dt (Formula 2)
Kp2: Proportional gain
ΔP: actual battery input power−battery input possible power
Ki2: Integration gain
Here, Kp1 and Ki1 are positive values, and Kp2 and Ki2 are negative values. As can be seen from the above formulas 1 and 2, the target compressor rotation speed correction value increases as ΔQ increases, The valve opening area correction value is controlled to decrease as ΔP increases.
[0056]
The controller 13 sets the target compressor rotation speed correction amount and the target throttle valve opening so as to increase the target compressor power consumption by the difference power ΔP obtained by subtracting the battery input power calculated in step S7 from the battery input possible power calculated in step S3. The area correction amount is calculated, and the process proceeds to step S11.
[0057]
In step S11, the target compressor rotation speed calculation unit 27 calculates the basic value of the target compressor rotation speed based on the air flow rate and the air pressure required in the minimum output state of the fuel cell stack 1 calculated in step S4. The target compressor speed is calculated from the sum of the map and the target compressor speed correction amount, and a control signal is output to the compressor motor 5 so as to obtain the target compressor speed obtained by calculation.
[0058]
Further, the target throttle valve opening area calculation unit 26 calculates the opening area of the air throttle valve 2 as the sum of the value when the air throttle valve 2 is fully opened and the target throttle valve opening area correction value, A control signal is output to the air throttle valve 2 so as to obtain the calculated opening area.
[0059]
[Effect of the first embodiment]
According to the fuel cell system including the controller 13 that performs such processing, the traveling speed of the vehicle decreases with time as shown in FIG. 8B, and the drive motor 11 as shown in FIG. Regeneration is continued, and the power that can be input becomes smaller than the regenerative power at time T1. Then, the regenerative power is consumed by the compressor 3 by reducing the opening area of the air throttle valve 2 (FIG. 8 (e)) and increasing the power consumption of the compressor 3 by increasing the rotation speed of the compressor 3. Is started (FIGS. 8D and 8F). Then, after the charge level shown in FIG. 8C reaches the highest level at time T2, that is, even when the input power becomes “0”, the opening area of the air throttle valve 2 is reduced and the upstream pressure of the compressor 3 is reduced. By making the negative pressure, the power consumption of the compressor 3 can be increased, and the regenerative power from the drive motor 11 can be absorbed.
[0060]
This is because the total heat insulation work Pcomp of the compressor 3 is expressed by the following equation.
[0061]
Pcomp = {κ / (κ-1)} × Q × R × Tin × [{(Pout / Pin)(Κ-1 / κ)} -1]
κ: Specific heat ratio
Q: Air flow rate [kg / s]
R: Gas constant
Tin: Compressor inlet air temperature [K]
Pout: Compressor outlet air pressure [Pa]
Pin: Compressor inlet air pressure [Pa]
That is, the pressure of the air electrode (compressor outlet pressure) and the air flow rate of the fuel cell stack 1 are set to a predetermined value or more in order to ensure the minimum output, but the compressor inlet pressure is reduced by reducing the opening area of the air throttle valve 2 This is because the value of Pout / Pin increases. A value obtained by dividing the Pout / Pin value by the total heat insulation efficiency of the compressor 3 and the efficiency of the compressor motor 5 is the actual power consumption of the compressor 3.
[0062]
Further, according to this fuel cell system, the required regenerative power is calculated, and when the required regenerative power is larger than the battery inputable power, the opening area of the air throttle valve 2 is adjusted. While adjusting the air pressure supplied to the compressor 3 and adjusting the operating conditions of the compressor 3, the power consumption is adjusted and the regenerative power is consumed. Therefore, when the charge level of the power storage unit 9 is high, the power storage unit 9 When the power that can be input to the power storage unit 9 is small, such as when the temperature of the battery is low, the desired deceleration can be ensured without relying on the mechanical brake.
[0063]
Further, according to the fuel cell system, when the required regenerative power is larger than the battery input possible power, the power consumption is increased by adjusting the operation condition of the compressor 3, and the battery input possible power and the compressor 3 Based on the increase in power consumption, control for inputting regenerative power to the power storage unit 9 or control for consumption by the compressor 3 can also be performed.
[0064]
Therefore, according to this fuel cell system, when regenerative power is generated when the vehicle is decelerated, it is possible to perform control to prevent power from being input to the power storage unit 9 beyond the power that can be input to the battery. It is possible to prevent the deterioration of the portion 9.
[0065]
Furthermore, in the fuel cell system, when the required regenerative power is larger than the battery input possible power, the target compressor rotation speed for consuming the differential power between the regenerative power and the battery input possible power by the compressor 3 is determined. Then, based on the air pressure and flow rate required to operate the fuel cell stack 1 at the minimum output, and the target compressor speed, the air at the air inlet of the compressor 3 required to consume the power of the target compressor speed Obtaining the gas pressure and gas density, determining the opening area of the air throttle valve 2 and the operating condition of the compressor 3 based on the obtained gas pressure and gas density, and controlling the compressor 3 to operate according to the determined operating condition Thus, power consumption can be controlled.
[0066]
Therefore, according to this fuel cell system, the desired deceleration can be ensured even when the battery input power is small, and the air flow rate required from the viewpoint of recovery of pure water and stable operation of the fuel cell. In addition, the power consumption in the compressor 3 can be increased while keeping the air pressure limitation.
[0067]
[Fuel Cell System According to Second Embodiment]
Next, the configuration of the fuel cell system according to the second embodiment is shown in FIG. The same parts as those in the above-described fuel cell system are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0068]
In this fuel cell system, a humidifier 31 is provided between the fuel pressure control valve 7 and the fuel cell stack 1 and between the compressor 3 and the fuel cell stack 1, and moisture is removed from the exhaust air from the air pressure control valve 4. 1 differs from the fuel cell system shown in FIG. 1 in that a water recovery device 32 for recovery is provided and a water circulation path is provided between the water recovery device 32 and the humidifier 31.
[0069]
In the fuel cell system configured as described above, the humidifier 31 receives air supplied from the compressor 3 to the fuel cell stack 1 and fuel gas supplied from the fuel tank 6 to the fuel cell stack 1 via the fuel pressure control valve 7. The water recovery device 32 recovers the water generated during the power generation of the fuel cell stack 1 and the water used for humidification by the humidifier 31. And the water collection | recovery apparatus 32 supplies the collect | recovered water to the humidifier 31 again, and uses it for the humidification of air and fuel gas.
[0070]
"Functional configuration of the controller"
FIG. 10 shows a functional configuration of the controller 13. The controller 13 according to the second embodiment is the first in that it includes a target compressor power consumption calculation unit 41, a target throttle valve downstream air density calculation unit 42, a target throttle valve opening area calculation unit 43, and a target compressor rotation speed calculation unit 44. Different from the controller 13 of the embodiment.
[0071]
The target compressor power consumption calculation unit 41 is a target value of the amount of power consumed by the compressor 3 based on the inputable power from the battery input / output possible power calculation unit 22 and the required load power of the required drive regenerative power calculation unit 24. The target compressor power consumption is calculated and output to the target throttle valve downstream air density calculation unit 42.
[0072]
The target throttle valve downstream air density calculator 42 indicates a target throttle indicating the air density at the downstream position of the air throttle valve 2 based on the target pressure ratio, the target flow rate, and the target compressor power consumption from the fuel cell flow rate pressure calculator 21. The valve downstream air density is calculated and output to the target throttle valve opening area calculation unit 43 and the target compressor rotation number calculation unit 44.
[0073]
The target throttle valve opening area calculation unit 43 calculates a target throttle valve opening area for adjusting the opening area of the air throttle valve 2 so as to achieve the target throttle valve downstream air density, and uses the air throttle valve 2 as a control signal. Output to.
[0074]
The target compressor rotation speed calculation unit 44 generates a control signal for setting the rotation speed of the compressor 3 to achieve the target flow rate at the target pressure ratio and the target throttle valve downstream air density, and outputs the control signal to the compressor motor 5.
[0075]
[Power control processing by controller]
FIG. 11 shows a processing procedure of the controller 13 in the second embodiment. In FIG. 11, steps S21 to S26 are the same as steps S1 to S6 of the first embodiment described above, and thus the description thereof is omitted.
[0076]
In step S27, the target compressor power consumption calculation unit 41 determines whether or not the above-described power that can be input is equal to or greater than the target regenerative power calculated in step S26. The process proceeds to step S28 when the input possible power is equal to or greater than the target regenerative power, and the process proceeds to step S29 when the input possible power is not equal to or greater than the target regenerative power calculated in step S16.
[0077]
In step S28, the target compressor rotational speed calculation unit 44 calculates the target compressor rotational speed according to the air flow rate and air pressure required in the minimum output state of the fuel cell stack 1 calculated in step S24, and the target throttle valve. The control signal is output from the target throttle valve opening area calculation unit 43 to the air throttle valve 2 so that the opening area corresponds to full opening, and the process ends.
[0078]
On the other hand, in step S29, the target compressor power consumption calculation unit 41 calculates the power difference between the target regenerative power and the input allowable power as the target compressor power consumption, and the process proceeds to step S30.
[0079]
In step S30, it is necessary to realize the target compressor power consumption based on the target compressor power consumption calculated in step S29 and the air flow rate required in the minimum output state of the fuel cell stack 1 calculated in step S24. The target pressure ratio is calculated, and the process proceeds to step S31. At this time, the controller 13 obtains the target pressure ratio with reference to a map describing the relationship among the power consumption, air flow rate, and pressure ratio of the compressor 3 shown in FIG.
[0080]
In step S31, the air pressure tP required in the minimum output state calculated in step S24 is divided by the target pressure ratio calculated in step S29, and the target compressor inlet pressure (air density) Pin is calculated as the target throttle valve downstream air density. The calculation is performed by the unit 42, and the process proceeds to step S32.
[0081]
In step S32, based on the target compressor inlet pressure Pin calculated in step S31, the atmospheric pressure Pa, and the air flow required in the minimum output state calculated in step S24, the target throttle valve opening area calculation unit 43 performs the target throttle. The valve opening area A is calculated, and the process proceeds to step S33. At this time, the target throttle valve opening area calculation unit 43 obtains the target throttle valve opening area A from Formula 3 using Formula 4 and Formula 5 below.
[0082]
A = Q (ρath * Vath) (Formula 3)
ρath = ρin · (Pin / Pa)(1 / κ a )    (Formula 4)
Vath = [(2 · κa / κa-1) (Pa / ρa) {1- (Pin / Pa)( κ a-1 / κ a)}]1/2    (Formula 5)
Pa: Atmospheric pressure
Pa: Specific heat ratio
In step S33, a target compressor volume flow rate Qcomp is calculated from the target compressor inlet pressure Pin calculated in step S31 and the air flow rate required in the lowest output state calculated in step S24, and the process proceeds to step S34. At this time, the following formula 6 is used.
[0083]
Qcomp = tQ / (Pin / Ta / Ra) (Formula 6)
Ta: Air temperature
Ra: Gas constant (air)
In step S34, based on the target compressor volume flow rate Qcomp calculated in step S33 and the target pressure ratio calculated in step S30, the target compressor rotation is obtained using the relationship between the compressor rotation speed and the air flow rate shown in FIG. The target compressor rotation speed is calculated by the number calculation unit 44 and the process is terminated.
[0084]
[Effects of Second Embodiment]
According to the fuel cell system including the controller 13 that performs such processing, the traveling speed of the vehicle decreases with time as shown in FIG. 13B, and the drive motor 11 as shown in FIG. Regeneration is continued, and the power that can be input becomes smaller than the regenerative power at time T1. Then, the opening area of the air throttle valve 2 is reduced (FIG. 13 (e)), the power consumption is increased by increasing the rotation speed of the compressor 3, and the regenerative power starts to be consumed by the compressor 3 (FIG. 13 (d)). (F)). Then, after the charge level shown in FIG. 13C reaches the highest level at time T2, that is, even when the input power becomes “0”, the opening area of the air throttle valve 2 is reduced and the upstream pressure of the compressor 3 is reduced. By making the negative pressure, the power consumption of the compressor 3 can be increased, and the regenerative power from the drive motor 11 can be absorbed. Moreover, according to this fuel cell system, the target of the air flow rate and pressure determined from the viewpoint of water recovery and pressure control can be accurately performed. That is, according to this fuel cell system, it is possible to ensure a desired deceleration even when the inputable power of the power storage unit 9 is small, and from the viewpoint of recovery of pure water and stable operation of the fuel cell stack 1. The power consumption in the compressor 3 can be increased while keeping the required air flow rate and air pressure restrictions.
[0085]
Moreover, according to the system mentioned above, although an example which divides | segments into the input possible voltage of the electric power storage part 9 and the power consumption of the compressor 3 based on the required regenerative electric power was demonstrated, conversely the compressor 3 can be consumed. The target regenerative power may be determined based on the maximum value of power and the voltage that can be input to the power storage unit 9.
[0086]
Here, when the fuel cell stack 1 is generated, in order to stably secure the generated power of the fuel cell stack 1, it is necessary that the pressure difference between the fuel gas pressure and the air pressure is not more than a predetermined value. Further, when the water required for humidification is generated inside without being supplied from the outside, the water discharged to the outside together with the exhaust air, that is, the water contained in the fuel cell stack 1 or the humidified supply gas is recovered. There is a need to. In order to collect a large amount of water, although depending on the performance of the water recovery device 32, it is usually desirable to set the stoichiometric ratio to a small stoichiometric ratio if the power generation output of the fuel cell stack 1 is constant. The stoichiometric ratio is defined separately for air and fuel gas. The air stoichiometric ratio is expressed by dividing the supply air flow rate by the consumption air flow rate, and the hydrogen stoichiometric ratio is expressed by dividing the supply hydrogen flow rate by the consumption hydrogen flow rate. Is done. A small stoichiometric ratio means that the amount of supplied gas is small, that is, the amount of water required for humidification is reduced, and the amount of water mixed into the exhaust air is reduced. When the compressor 3 consumes an amount of power that cannot be charged by the power storage unit 9 during regeneration of the drive motor 11, control is performed to increase the air flow rate and / or the air pressure in order to increase the rotation speed of the compressor 3. Increasing the air flow rate results in a high stoichiometric ratio, which is disadvantageous from the viewpoint of water recovery. In addition, increasing the air pressure is also related to the pressure control of the fuel gas from the viewpoint of preventing the fuel gas and the air pressure from exceeding predetermined values, and is not necessarily performed only with air.
[0087]
Therefore, in the fuel cell system according to the above-described second embodiment, as described with reference to FIG. 12A, the target pressure is referred to with reference to a table describing the relationship between the air flow rate, the air pressure ratio, and the power consumption. Since the ratio is determined, the power consumption of the compressor 3 can be controlled in consideration of water recovery and stable operation of the fuel cell stack 1 without increasing the pressure difference with the fuel gas.
[0088]
[Fuel Cell System According to Third Embodiment]
Next, FIG. 14 shows the configuration of the fuel cell system according to the third embodiment. The same parts as those in the above-described fuel cell system are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0089]
This fuel cell system is provided with an exhaust passage that branches out from an insertion tube through which the compressor 3 and the fuel cell stack 1 are inserted and exhausts the air pressurized by the compressor 3 to the outside. 1 is different from the fuel cell system shown in FIG. 1 in that an exhaust throttle valve 51 is provided in the exhaust passage.
[0090]
The exhaust throttle valve 51 is connected to the controller 13 and its opening area is adjusted in accordance with a control signal from the controller 13 to adjust the flow rate of exhausted air.
[0091]
In the fuel cell system according to the third embodiment, the controller 13 is functional as described in the fuel cell system according to the first embodiment except that the controller 13 controls the exhaust throttle valve 51 instead of the air throttle valve 2. Since it is the same as that of a structure, description is abbreviate | omitted.
[0092]
[Power control processing by controller]
FIG. 15 shows a processing procedure of the controller 13 in the third embodiment. In FIG. 15, steps S <b> 41 to S <b> 48 are the same as steps S <b> 1 to S <b> 8 of the first embodiment described above, and thus description thereof is omitted.
[0093]
In step S49, in which it is determined in step S48 that the battery input power is larger than the battery input power, the controller 13 sets the target compressor rotation speed correction amount indicating the rotation speed correction amount of the compressor 3 and the exhaust throttle valve 51. Both the target throttle valve opening areas indicating the opening areas are set to “0”, and the process proceeds to step S51. That is, in this step S49, the exhaust throttle valve 51 is fully closed, and the rotation speed of the compressor 3 is set not to be corrected.
[0094]
On the other hand, in step S50 in which it is determined in step S48 that the battery-inputtable power is not larger than the battery input power, the controller 13 obtains the air pressure and air flow supplied to the fuel cell stack 1 in step S44. The compressor 3 and the exhaust throttle valve 51 are controlled so as to maintain the values. In this state, the controller 13 sets the target compressor rotation speed correction amount and the target amount so as to increase the target compressor power consumption by the difference power ΔP obtained by subtracting the battery input power calculated in step S47 from the battery input possible power calculated in step S43. The throttle valve opening area correction amount is calculated, and the process proceeds to step S51.
[0095]
Note that the target compressor rotation speed correction amount and the target throttle valve opening area correction amount obtained by calculation in step S50 may be obtained by an arithmetic expression based on the air flow path model, and the fuel cell stack 1 obtained in step S44. You may obtain | require by searching the map which matched the air pressure and the air flow rate which supply to, and difference electric power (DELTA) P.
[0096]
In step S51, the target compressor rotation speed calculation unit 27 of the controller 13 calculates the basic value of the target compressor rotation speed from the map shown in FIG. 7 based on the air pressure and air flow rate of the fuel cell stack 1 obtained in step S44. The target compressor speed is calculated from the sum of the target compressor speed correction amount obtained in step S50, and a control signal is output to the compressor motor 5 so as to obtain the target compressor speed obtained by calculation.
[0097]
Further, the target throttle valve opening area calculation unit 26 of the controller 13 sets the target obtained in step S50 when the exhaust throttle valve 51 is fully closed, that is, when the basic value of the throttle valve opening area is “0”. The target throttle valve opening area is determined by adding the throttle valve opening area correction value and output to the exhaust throttle valve 51.
[0098]
[Effect of the third embodiment]
According to the fuel cell system including the controller 13 that performs such processing, the power consumption in the compressor 3 can be controlled by controlling the opening area of the exhaust throttle valve 51, and thus, similarly to the first embodiment. The power consumption of the compressor 3 can be increased and the regenerative power from the drive motor 11 can be absorbed.
[0099]
This is because the heat insulation work Pcomp of the compressor 3 is expressed by the following equation.
[0100]
Pcomp = {κ / (κ-1)} × Q × R × Tin × [{(Pout-Pin)(Κ-1 / κ)} -1]
κ: Specific heat ratio
Q: Air flow rate [kg / s]
R: Gas constant
Tin: Compressor inlet air temperature [K]
Pout: Compressor outlet air pressure [Pa]
Pin: Compressor inlet air pressure [Pa]
In other words, the heat insulation work Pcomp of the compressor 3 can be proportionally increased by increasing the air discharge flow rate of the compressor 3.
[0101]
Further, according to this fuel cell system, when the regenerative power required when the vehicle is decelerated is calculated and the required regenerative power is larger than the battery inputable power, the opening area of the exhaust throttle valve 51 is increased. By adjusting the exhaust flow rate, and adjusting the operating conditions of the compressor 3, the power consumption is adjusted and the regenerative power is consumed. Therefore, when the charge level of the power storage unit 9 is high, the power storage unit 9 When the battery input power is small, such as when the temperature of the battery is low, the desired deceleration can be ensured without relying on the mechanical brake.
[0102]
Further, according to the fuel cell system, when the required regenerative power is larger than the battery input possible power, the power consumption is increased by adjusting the operation condition of the compressor 3, and the battery input possible power and the compressor 3 Based on the increase in power consumption, control for inputting regenerative power to the power storage unit 9 or control for consumption by the compressor 3 can also be performed.
[0103]
Therefore, according to this fuel cell system, when regenerative power is generated when the vehicle is decelerated, it is possible to perform control to prevent power from being input to the power storage unit 9 beyond the power that can be input to the battery. It is possible to prevent the deterioration of the portion 9.
[0104]
Furthermore, according to the fuel cell system, when the regenerative power is larger than the battery input possible power, the target compressor rotation speed for consuming the differential power between the regenerative power and the battery input possible power by the compressor 3 is determined. The air at the air outlet of the compressor 3 necessary to consume the power of the target compressor speed based on the air pressure and flow rate required for operating the fuel cell stack 1 at the minimum output and the target compressor speed The pressure, air flow rate and exhaust flow rate are determined, the opening area of the exhaust throttle valve 51 and the operating conditions of the compressor 3 are determined based on the determined air pressure, air flow rate and exhaust flow rate, and the compressor is operated to operate according to the determined operating conditions. By controlling 3, power consumption can be controlled.
[0105]
Therefore, according to this fuel cell system, the desired deceleration can be ensured even when the battery input power is small, and the air flow rate required from the viewpoint of recovery of pure water and stable operation of the fuel cell. In addition, the power consumption in the compressor 3 can be increased while keeping the air pressure limitation.
[0106]
The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made depending on the design and the like as long as the technical idea according to the present invention is not deviated from this embodiment. Of course, it is possible to change.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a fuel cell system according to a first embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of a controller.
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure when a rotation speed of a compressor and an opening area of an air throttle valve are determined by a controller.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a charge level (SOC), input power and output power for each temperature.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the power generated by the fuel cell stack, the air pressure, and the air flow rate.
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a vehicle speed and a driving torque for each accelerator operation amount.
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the rotational speed of the compressor and the air flow rate.
FIGS. 8A and 8B are diagrams for explaining the effect in the first embodiment, wherein FIG. 8A is a diagram showing a relationship between regenerative power and input power, and FIG. 8B is a diagram showing a change in vehicle speed. (C) is a diagram showing the change in the charge level, (d) is a diagram showing the power consumption of the compressor, (e) is a diagram showing the change in the opening area of the air throttle valve, f) is a diagram showing changes in the rotational speed of the compressor.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a fuel cell system according to a second embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a functional configuration of a controller.
FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure when the rotation speed of the compressor and the opening area of the air throttle valve are determined by the controller.
FIG. 12 is a diagram for explaining processing when determining the rotation speed of the compressor;
FIGS. 13A and 13B are diagrams for explaining effects in the second embodiment, wherein FIG. 13A is a diagram showing a relationship between regenerative power and input power, and FIG. 13B is a diagram showing a change in vehicle speed. (C) is a diagram showing the change in the charge level, (d) is a diagram showing the power consumption of the compressor and the generated power of the fuel cell stack, (e) is the opening area of the air throttle valve, the fuel It is a figure which shows the change of the pressure of the air electrode of a battery stack, and the inlet pressure of a compressor, (f) is a figure which shows the change of the rotation speed of a compressor, and the discharge mass flow rate of a compressor.
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a fuel cell system according to a third embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 15 is a flowchart showing a processing procedure when the controller determines the number of rotations of the compressor and the opening area of the exhaust throttle valve.
[Explanation of symbols]
1 Fuel cell stack
2 Air throttle valve
3 Compressor
4 Air pressure control valve
5 Compressor motor
6 Fuel tank
7 Fuel pressure control valve
8 Power control unit
9 Power storage
10 Current-voltage sensor
11 Drive motor
12 wheels
13 Controller
21 Fuel cell flow rate pressure calculator
22 Battery input / output power calculator
23 Battery input / output power calculation unit
24 Required regenerative power calculator
25 Battery power deviation calculator
26 Target throttle valve opening area calculator
27 Target compressor speed calculator
31 Humidifier
32 Compressor
41 Target compressor power consumption calculator
42 Target throttle valve downstream air density calculator
43 Target throttle valve opening area calculator
44 Target compressor speed calculator
51 Exhaust throttle valve

Claims (7)

車両に搭載される燃料電池システムの制御装置において、
電解質膜を、酸化剤極と燃料極とにより挟んで構成され、上記酸化剤極側に酸化剤ガスが供給されるとともに、上記燃料極側に燃料ガスが供給されて発電する燃料電池と、
上記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス加圧供給手段と、
上記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、
上記酸化剤ガス加圧供給手段に酸化剤ガスを導入する流路に設けられ、この流路の開口面積を調整して上記酸化剤ガス加圧供給手段に供給する酸化剤ガス圧力を調整する圧力調整手段と、
上記燃料電池内の酸化剤ガス圧力及び流量を、上記燃料電池の最低出力を確保する所定値以上にする制御をした状態で、上記酸化剤ガス加圧供給手段の消費電力を調整し、燃料電池システムの正味発電量を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記酸化剤ガス加圧供給手段に供給する酸化剤ガス圧力を調整するように上記圧力調整手段を制御することにより、上記燃料電池内の酸化剤ガス圧力及び流量を所定値以上にするための上記酸化剤ガス加圧供給手段の回転数を調整して、当該回転数によって決定される上記酸化剤ガス加圧供給手段の消費電力を調整して、燃料電池システムの正味発電量を制御することを特徴とする燃料電池システムの制御装置。In a control device for a fuel cell system mounted on a vehicle,
A fuel cell configured to sandwich an electrolyte membrane between an oxidant electrode and a fuel electrode, wherein an oxidant gas is supplied to the oxidant electrode side, and a fuel gas is supplied to the fuel electrode side to generate electric power;
Oxidant gas pressure supply means for supplying an oxidant gas to the fuel cell;
Fuel gas supply means for supplying fuel gas to the fuel cell;
Pressure that is provided in a flow path for introducing oxidant gas into the oxidant gas pressure supply means, and that adjusts the opening area of the flow path to adjust the oxidant gas pressure supplied to the oxidant gas pressure supply means Adjusting means;
In a state where the oxidant gas pressure and flow rate in the fuel cell is controlled to be equal to or higher than a predetermined value for ensuring the minimum output of the fuel cell, the power consumption of the oxidant gas pressurizing and supplying means is adjusted, and the fuel cell Control means for controlling the net power generation amount of the system ,
The control means controls the pressure adjusting means so as to adjust the oxidant gas pressure supplied to the oxidant gas pressure supply means, whereby the oxidant gas pressure and flow rate in the fuel cell are equal to or higher than a predetermined value. To adjust the rotational speed of the oxidant gas pressurizing and supplying means to adjust the power consumption of the oxidant gas pressurizing and supplying means determined by the rotational speed, and the net power generation amount of the fuel cell system A control device for a fuel cell system, wherein 車両に搭載される燃料電池システムの制御装置において、
電解質膜を、酸化剤極と燃料極とにより挟んで構成され、上記酸化剤極側に酸化剤ガスが供給されるとともに、上記燃料極側に燃料ガスが供給されて発電する燃料電池と、
上記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス加圧供給手段と、
上記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、
上記酸化剤ガス加圧供給手段と上記燃料電池とを挿通する流路から分岐して設けられ上記酸化剤ガス加圧供給手段からの酸化剤ガスを排気する排気流路に設けられ、この排気流路の開口面積を調整して排気流量を調整する排気流量調整手段と、
上記燃料電池内の酸化剤ガス圧力及び流量を、上記燃料電池の最低出力を確保する所定値以上にする制御をした状態で、上記酸化剤ガス加圧供給手段の消費電力を調整し、燃料電池システムの正味発電量を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、排気流路からの排気流量を調整するように上記排気流量調整手段を制御することにより、上記燃料電池内の酸化剤ガス圧力及び流量を一定にするための上記酸化剤ガス加圧供給手段の回転数を調整して、当該回転数によって決定される上記酸化剤ガス加圧供給手段の消費電力を調整して、燃料電池システムの正味発電量を制御することを特徴とする燃料電池システムの制御装置。In a control device for a fuel cell system mounted on a vehicle,
A fuel cell configured to sandwich an electrolyte membrane between an oxidant electrode and a fuel electrode, wherein an oxidant gas is supplied to the oxidant electrode side, and a fuel gas is supplied to the fuel electrode side to generate electric power;
Oxidant gas pressure supply means for supplying an oxidant gas to the fuel cell;
Fuel gas supply means for supplying fuel gas to the fuel cell;
The exhaust gas flow is provided in an exhaust flow path that is branched from a flow path through which the oxidant gas pressurization supply means and the fuel cell are inserted, and that exhausts the oxidant gas from the oxidant gas pressurization supply means. An exhaust flow rate adjusting means for adjusting the exhaust flow rate by adjusting the opening area of the road;
In a state where the oxidant gas pressure and flow rate in the fuel cell is controlled to be equal to or higher than a predetermined value for ensuring the minimum output of the fuel cell, the power consumption of the oxidant gas pressurizing and supplying means is adjusted, and the fuel cell Control means for controlling the net power generation amount of the system ,
The control means controls the exhaust flow rate adjusting means so as to adjust the exhaust flow rate from the exhaust flow path, thereby adjusting the oxidant gas pressure to keep the oxidant gas pressure and flow rate in the fuel cell constant. A fuel characterized by controlling the net power generation amount of the fuel cell system by adjusting the rotational speed of the pressure supply means and adjusting the power consumption of the oxidant gas pressurization and supply means determined by the rotational speed. Battery system control device. 上記燃料電池で発電した電力及び車両電動機が発電した電力を蓄積する電力蓄積手段を更に備え、
上記制御手段は、外部からの車両減速度要求に応じて上記車両電動機での回生電力要求値を決定して、この回生電力要求値が上記電力蓄積手段の入力可能電力よりも大きい場合には、開口面積を調整することで酸化剤ガス加圧供給手段に供給する酸化剤ガス圧力を調整するように上記圧力調整手段を制御すると共に、運転条件を調整することで消費電力を調整するように上記酸化剤ガス加圧供給手段を制御して回生電力を消費することを特徴とする請求項１記載の燃料電池システムの制御装置。Further comprising power storage means for storing the power generated by the fuel cell and the power generated by the vehicle motor,
The control means determines a regenerative power request value in the vehicle motor in response to a vehicle deceleration request from the outside, and when the regenerative power request value is larger than the input possible power of the power storage means, The pressure adjusting means is controlled so as to adjust the oxidant gas pressure supplied to the oxidant gas pressurizing supply means by adjusting the opening area, and the power consumption is adjusted by adjusting the operating conditions. control apparatus for a fuel cell system according to claim 1, wherein the consuming regenerative power by controlling the oxidant gas pressure supply means. 上記燃料電池で発電した電力及び車両電動機が発電した電力を蓄積する電力蓄積手段を更に備え、
上記制御手段は、外部からの車両減速度要求に応じて上記車両電動機での回生電力要求値を決定して、この回生電力要求値が上記電力蓄積手段の入力可能電力よりも大きい場合には、開口面積を調整することで排気流量を調整するように上記排気流量調整手段を制御すると共に、運転条件を調整することで消費電力を調整するように上記酸化剤ガス加圧供給手段を制御して回生電力を消費することを特徴とする請求項２記載の燃料電池システムの制御装置。Further comprising power storage means for storing the power generated by the fuel cell and the power generated by the vehicle motor,
The control means determines a regenerative power request value in the vehicle motor in response to a vehicle deceleration request from the outside, and when the regenerative power request value is larger than the input possible power of the power storage means, The exhaust flow rate adjusting means is controlled so as to adjust the exhaust flow rate by adjusting the opening area, and the oxidant gas pressure supply means is controlled so as to adjust the power consumption by adjusting the operating conditions. 3. The fuel cell system control device according to claim 2, wherein regenerative power is consumed. 上記制御手段は、上記車両電動機の回生電力要求値が、上記電力蓄積手段の入力可能電力よりも大きい場合に、運転条件を調整することで消費電力を増加するように上記酸化剤ガス加圧供給手段を制御し、上記電力蓄積手段の入力可能電力と、上記酸化剤ガス加圧供給手段の消費電力の増加分とに基づいて、上記車両電動機の回生電力を、上記電力蓄積手段に入力する制御、または上記酸化剤ガス加圧供給手段で消費する制御をすることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の燃料電池システムの制御装置。The control means is configured to pressurize and supply the oxidant gas so as to increase power consumption by adjusting operating conditions when the regenerative power requirement value of the vehicle motor is larger than the power that can be input to the power storage means. Control to input the regenerative power of the vehicle motor to the power storage means based on the power that can be input to the power storage means and the increase in the power consumption of the oxidant gas pressurization supply means. or control device for a fuel cell system according to claim 3 or claim 4, characterized in that the control to be consumed by the oxidizing gas pressure supply means. 上記制御手段は、外部からの車両減速度要求に応じて上記車両電動機での回生電力要求値を決定して、この回生電力要求値が上記電力蓄積手段の入力可能電力よりも大きい場合には、回生電力要求値と入力可能電力との差分電力を上記酸化剤ガス加圧供給手段で消費するための消費電力目標値を決定し、上記燃料電池を最低出力で運転するために必要となる酸化剤ガス圧力及び流量、並びに上記消費電力目標値に基づいて、上記消費電力目標値の電力を消費するのに必要な上記酸化剤ガス加圧供給手段の酸化剤ガス入口におけるガス圧力及びガス密度を求め、求めたガス圧力及びガス密度に基づいて上記圧力調整手段で調整する開口面積及び上記酸化剤ガス加圧供給手段の運転条件を決定し、決定した運転条件に従って動作させるように上記酸化剤ガス加圧供給手段を制御することにより消費電力を制御することを特徴とする請求項３記載の燃料電池システムの制御装置。The control means determines a regenerative power request value in the vehicle motor in response to a vehicle deceleration request from the outside, and when the regenerative power request value is larger than the input possible power of the power storage means, An oxidizer required to determine a power consumption target value for consuming the difference power between the regenerative power requirement value and the input power by the oxidant gas pressurizing and supplying means and to operate the fuel cell at the minimum output. Based on the gas pressure and flow rate and the power consumption target value, the gas pressure and gas density at the oxidant gas inlet of the oxidant gas pressurizing and supplying means necessary for consuming the power of the power consumption target value are obtained. The opening area to be adjusted by the pressure adjusting means and the operating conditions of the oxidant gas pressurizing and supplying means are determined based on the obtained gas pressure and gas density, and the operation is performed according to the determined operating conditions. Control apparatus for a fuel cell system according to claim 3, wherein the controlling the power consumption by controlling the agent gas pressurizing supply means. 上記制御手段は、外部からの車両減速度要求に応じて上記車両電動機での回生電力要求値を決定して、この回生電力要求値が上記電力蓄積手段の入力可能電力よりも大きい場合には、回生電力要求値と入力可能電力との差分電力を上記酸化剤ガス加圧供給手段で消費するための消費電力目標値を決定し、上記燃料電池を最低出力で運転するために必要となる酸化剤ガス圧力及び流量、並びに上記消費電力目標値に基づいて、上記消費電力目標値の電力を消費するのに必要な上記酸化剤ガス加圧供給手段の酸化剤ガス出口におけるガス圧力、ガス流量及び排気流量を求め、求めたガス圧力、ガス流量及び排気流量に基づいて上記排気流量制御手段で調整する開口面積及び上記酸化剤ガス加圧供給手段の運転条件を決定し、決定した運転条件に従って動作させるように上記酸化剤ガス加圧供給手段を制御することにより消費電力を制御することを特徴とする請求項４記載の燃料電池システムの制御装置。The control means determines a regenerative power request value in the vehicle motor in response to a vehicle deceleration request from the outside, and when the regenerative power request value is larger than the input possible power of the power storage means, An oxidizer required to determine a power consumption target value for consuming the difference power between the regenerative power requirement value and the input power by the oxidant gas pressurizing and supplying means and to operate the fuel cell at the minimum output. Based on the gas pressure and flow rate and the power consumption target value, the gas pressure, gas flow rate and exhaust gas at the oxidant gas pressure supply means of the oxidant gas pressurizing and supplying means necessary for consuming the power of the power consumption target value. The flow rate is obtained, the opening area to be adjusted by the exhaust flow rate control means and the operating condition of the oxidant gas pressurizing supply means are determined based on the obtained gas pressure, gas flow rate and exhaust flow rate, and the determined operating conditions are followed. Controlling the power consumption by controlling the oxidant gas pressure supply means to operate Te control device of a fuel cell system according to claim 4, wherein.
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JP4891839B2 (en) * 2007-06-05 2012-03-07 本田技研工業株式会社 Fuel cell vehicle
JP5196246B2 (en) * 2008-03-25 2013-05-15 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP5818014B2 (en) * 2012-04-04 2015-11-18 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP5808774B2 (en) * 2013-06-03 2015-11-10 株式会社豊田自動織機 Fuel cell system mounted on vehicle
JP2017225310A (en) * 2016-06-17 2017-12-21 三菱自動車工業株式会社 Power control unit for vehicular fuel cell
JP6904184B2 (en) * 2017-09-13 2021-07-14 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP6844515B2 (en) * 2017-11-29 2021-03-17 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP2022106428A (en) * 2021-01-07 2022-07-20 本田技研工業株式会社 Fuel cell system
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