JP6277600B2 - Control device for fuel cell system - Google Patents
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Description
この発明は、燃料電池システムを制御する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for controlling a fuel cell system.
燃料電池スタックとバッテリーとの出力によって補機を駆動する燃料電池システムが知られている。バッテリーは、低温状態では、本来の性能を発揮できない。そこで特許文献１では、燃料電池スタックの発電電力を上げることでバッテリーを充電するとともに、燃料電池スタックの発電電力を下げることでバッテリーを放電させることを繰り返して、バッテリーを早期に暖機する。 There is known a fuel cell system in which an auxiliary machine is driven by outputs of a fuel cell stack and a battery. The battery cannot exhibit its original performance at low temperatures. Therefore, in Patent Document 1, the battery is charged by increasing the generated power of the fuel cell stack, and the battery is discharged by decreasing the generated power of the fuel cell stack, thereby warming up the battery early.
前述した従来システムでは、燃料電池スタックの発電電力を上げ下げするために、酸化剤供給機(エアコンプレッサー)の回転速度を制御して、燃料電池スタックに供給する空気量を調整する。 In the above-described conventional system, in order to increase or decrease the generated power of the fuel cell stack, the amount of air supplied to the fuel cell stack is adjusted by controlling the rotational speed of the oxidant supply machine (air compressor).
しかしながら、このようにしては、酸化剤供給機の作動音が変動し、乗員が耳障りに感じて違和感を覚えることがある。 However, in this way, the operating sound of the oxidizer feeder fluctuates, and the passenger may feel annoyed and feel uncomfortable.
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた。本発明の目的は、バッテリーの暖機を実施する際に酸化剤供給機の作動音を変動を抑制できる燃料電池システムの制御装置を提供することである。 The present invention has been made paying attention to such conventional problems. An object of the present invention is to provide a control device for a fuel cell system that can suppress fluctuations in the operating sound of an oxidizer supplier when warming up a battery.
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。 The present invention solves the above problems by the following means.
本発明による燃料電池システムの制御装置のひとつの態様は、燃料電池と、バッテリーと、酸化剤供給機と、酸化剤供給機から燃料電池へ供給する酸化剤をバイパスさせるバイパス通路と、バイパス流量調整機とを備えた燃料電池システムを制御する装置である。そして、所定のＳＯＣ範囲となるように、前記バッテリーの充放電を行う充放電量制御手段と、前記バッテリーの充放電量を考慮して前記燃料電池の要求発電量を決定する要求発電量設定手段と、前記要求発電量に基づいて酸化剤を供給する酸化剤供給量制御手段とを備える。そして、バッテリー暖機時において、前記酸化剤供給量制御手段は、所定量の酸化剤が供給されるように前記酸化剤供給機を制御するとともに、前記要求発電量に基づいて、前記バッテリーの充電率が第１の管理値よりも小さいときにはバイパス流量を小さくし、バッテリーの充電率が、前記第１の管理値よりも大である第２の管理値よりも大きいときにはバイパス流量を大きくするように前記バイパス流量調整機を制御し、前記第１の管理値及び前記第２の管理値は、前記バッテリーの充電率が前記第１の管理値から前記第２の管理値まで変化する時間が前記バイパス流量調整機の応答時間よりも長くなるように、設定される。 One aspect of a control device for a fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell, a battery, an oxidant supply device, a bypass passage for bypassing an oxidant supplied from the oxidant supply device to the fuel cell, and a bypass flow rate adjustment. Is a device for controlling a fuel cell system equipped with a machine. Then, charge / discharge amount control means for charging / discharging the battery so as to be in a predetermined SOC range, and required power generation amount setting means for determining the required power generation amount of the fuel cell in consideration of the charge / discharge amount of the battery And an oxidant supply amount control means for supplying an oxidant based on the required power generation amount. When the battery is warmed up, the oxidant supply amount control means controls the oxidant supply unit so that a predetermined amount of oxidant is supplied , and charges the battery based on the required power generation amount. When the rate is smaller than the first management value, the bypass flow rate is reduced, and when the charging rate of the battery is larger than the second management value, which is larger than the first management value, the bypass flow rate is increased. The bypass flow regulator is controlled , and the first management value and the second management value are the time when the charging rate of the battery changes from the first management value to the second management value. It is set to be longer than the response time of the flow regulator .
この態様によれば、バッテリーの暖機制御が実施され燃料電池の要求発電量が変動したとしても、酸化剤供給機はバッテリーの暖機時は要求発電量によらず所定流量の酸化剤が酸化剤供給機から供給されるので、流量変化に伴う酸化剤供給機の変動音が抑制できる。また、燃料電池が要求するよりも余剰の酸化剤流量を供給することになるが、余剰分はバイパス流量調整機により調整されるので、不要な酸化剤の燃料電池への供給も抑制できる。 According to this aspect, even when the battery warm-up control is performed and the required power generation amount of the fuel cell fluctuates, the oxidant supply device oxidizes the oxidizer at a predetermined flow rate regardless of the required power generation amount when the battery is warmed up. Since it is supplied from the agent supply machine, the fluctuation sound of the oxidant supply machine accompanying the flow rate change can be suppressed. In addition, the surplus oxidant flow rate than that required by the fuel cell is supplied. However, since the surplus amount is adjusted by the bypass flow rate adjuster, the supply of unnecessary oxidant to the fuel cell can be suppressed.
本発明の実施形態、本発明の利点については、添付された図面を参照しながら以下に詳細に説明する。 Embodiments of the present invention and advantages of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
（第１実施形態）
図１は、本発明による制御装置の第１実施形態を適用可能な基本的な燃料電池システムを示す図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a basic fuel cell system to which a first embodiment of a control device according to the present invention can be applied.
最初に図１を参照して、本発明による燃料電池システムの制御装置を適用する基本的なシステムについて説明する。 First, a basic system to which a control device for a fuel cell system according to the present invention is applied will be described with reference to FIG.
燃料電池スタック１０は、電解質膜が適度な湿潤状態に維持されつつ反応ガス(カソードガスＯ2、アノードガスＨ2)が供給されて発電する。そのようにするために、燃料電池スタック１０には、カソードライン２０と、アノードライン３０と、冷却水循環ライン４０と、が接続される。なお燃料電池スタック１０の発電電流は、電流センサー１０１で検出される。燃料電池スタック１０の発電電圧は、電圧センサー１０２で検出される。
The
カソードライン２０には、燃料電池スタック１０に供給されるカソードガス(酸化剤)Ｏ2が流れる。カソードライン２０には、コンプレッサー２１と、ＷＲＤ(Water Recovery Device)２２と、カソード調圧弁２３と、が設けられる。またカソードライン２０には、ブリードライン２００が並設される。ブリードライン２００は、コンプレッサー２１よりも下流であってＷＲＤ２２よりも上流のカソードライン２０から分岐して、カソード調圧弁２３よりも下流のカソードライン２０に合流する。このような構成なので、コンプレッサー２１で送風された空気の一部がブリードライン２００に流れて、燃料電池スタック１０を迂回する。ブリードライン２００には、ブリード弁２１０が設けられる。
A cathode gas (oxidant) O 2 supplied to the
コンプレッサー２１は、本実施形態では、たとえば遠心式のターボコンプレッサーである。コンプレッサー２１は、燃料電池スタック１０やＷＲＤ２２よりも上流のカソードライン２０に配置される。コンプレッサー２１は、モーターＭによって駆動される。コンプレッサー２１は、カソードライン２０を流れるカソードガスＯ2の流量を調整する。カソードガスＯ2の流量は、コンプレッサー２１の回転速度によって調整される。
In the present embodiment, the compressor 21 is, for example, a centrifugal turbo compressor. The compressor 21 is disposed in the
ＷＲＤ２２は、燃料電池スタック１０に導入される空気を加湿する。ＷＲＤ２２は、加湿対象となるガスが流れる被加湿部と、加湿源となる水含有ガスが流れる加湿部と、を含む。被加湿部には、コンプレッサー２１によって導入された空気が流れる。加湿部には、燃料電池スタック１０を通流して水を含有しているガスが流れる。
The WRD 22 humidifies the air introduced into the
カソード調圧弁２３は、燃料電池スタック１０よりも下流のカソードライン２０に設けられる。カソード調圧弁２３は、カソードライン２０を流れるカソードガスＯ2の圧力を調整する。カソードガスＯ2の圧力は、カソード調圧弁２３の開度によって調整される。
The cathode
コンプレッサー２１よりも上流のカソードライン２０を流れるカソードガスＯ2の圧力Ｐ１は、カソード圧力センサー２０１で検出される。このカソード圧力センサー２０１は、コンプレッサー２１よりも上流に設けられる。
A
カソードライン２０を流れるカソードガスＯ2の流量Ｑは、カソード流量センサー２０２で検出される。このカソード流量センサー２０２は、コンプレッサー２１よりも下流であってＷＲＤ２２よりも上流に設けられる。
The flow rate Q of the cathode gas O 2 flowing through the
カソードライン２０を流れるカソードガスＯ2の圧力Ｐ２は、カソード圧力センサー２０３で検出される。このカソード圧力センサー２０３は、コンプレッサー２１よりも下流であってＷＲＤ２２よりも上流に設けられる。さらに図１では、カソード圧力センサー２０３は、カソード流量センサー２０２の下流に位置する。
The pressure P 2 of the cathode gas O 2 flowing through the
ブリード弁２１０は、ブリードライン２００に設けられる。ブリード弁２１０は、ブリードライン２００を流れるカソードガスＯ2の流量を調整する。カソードガスＯ2の流量は、ブリード弁２１０の開度によって調整される。
The
アノードライン３０には、燃料電池スタック１０に供給されるアノードガスＨ2が流れる。アノードライン３０には、ボンベ３１と、アノード調圧弁３２と、アノードポンプ３３と、パージ弁３４と、が設けられる。
The anode gas H 2 supplied to the
ボンベ３１には、アノードガスＨ2が高圧状態で貯蔵されている。ボンベ３１は、アノードライン３０の最上流に設けられる。
The
アノード調圧弁３２は、ボンベ３１の下流に設けられる。アノード調圧弁３２は、ボンベ３１から新たにアノードライン３０に供給するアノードガスＨ2の圧力を調整する。アノードガスＨ2の圧力は、アノード調圧弁３２の開度によって調整される。
The anode
アノードポンプ３３は、アノード調圧弁３２の下流に位置する。アノードポンプ３３は、アノード調圧弁３２で調圧されたアノードガスＨ2を燃料電池スタック１０に送る。
The
パージ弁３４は、燃料電池スタック１０の下流に設けられる。パージ弁３４が開くと、アノードガスＨ2がパージされる。
The
アノードライン３０を流れるアノードガスＨ2の圧力は、アノード圧力センサー３０１で検出される。このアノード圧力センサー３０１は、アノードポンプ３３よりも下流であって燃料電池スタック１０よりも上流に設けられる。
The pressure of the anode gas H 2 flowing through the
冷却水循環ライン４０には、燃料電池スタック１０に供給される冷却水が流れる。冷却水循環ライン４０には、ラジエーター４１と、三方弁４２と、ウォーターポンプ４３と、が設けられる。また冷却水循環ライン４０には、バイパスライン４００が並設される。バイパスライン４００は、ラジエーター４１よりも上流の冷却水循環ライン４０から分岐し、ラジエーター４１よりも下流の冷却水循環ライン４０に合流する。このためバイパスライン４００を流れる冷却水は、ラジエーター４１をバイパスする。
The cooling water supplied to the
ラジエーター４１は、冷却水を冷却する。ラジエーター４１には、クーリングファン４１０が設けられている。
The
三方弁４２は、バイパスライン４００と冷却水循環ライン４０との合流部分に位置する。三方弁４２は、開度に応じて、ラジエーター側のラインを流れる冷却水の流量と、バイパスラインを流れる冷却水の流量と、を調整する。これによって冷却水の温度が調整される。
The three-
ウォーターポンプ４３は、三方弁４２の下流に位置する。ウォーターポンプ４３は、三方弁４２を流れた冷却水を燃料電池スタック１０に送る。
The
冷却水循環ライン４０を流れる冷却水の温度は、水温センサー４０１で検出される。この水温センサー４０１は、バイパスライン４００が分岐する部分よりも上流に設けられる。
The temperature of the cooling water flowing through the cooling
コントローラーは、電流センサー１０１、電圧センサー１０２、カソード圧力センサー２０１、カソード流量センサー２０２、カソード圧力センサー２０３、アノード圧力センサー３０１、水温センサー４０１の信号を入力する。そして、信号を出力して、コンプレッサー２１、カソード調圧弁２３、ブリード弁２１０、アノード調圧弁３２、アノードポンプ３３、パージ弁３４、三方弁４２、ウォーターポンプ４３の作動を制御する。
The controller inputs signals from the
このような構成によって、燃料電池スタック１０は、適温に維持されることで、電解質膜が適度な湿潤状態に維持されて、反応ガス(カソードガスＯ2、アノードガスＨ2)が供給されて発電する。燃料電池スタック１０は、ＤＣ／ＤＣコンバーター１１を介して走行モーター１２、バッテリー１３、負荷１４に接続される。
With such a configuration, the
バッテリー１３の充電率ＳＯＣが小さいときには、燃料電池スタック１０は、走行モーター１２、バッテリー１３及び負荷１４に電力を供給する。これによって走行モーター１２及び負荷１４が駆動されるとともに、バッテリー１３が充電される。
When the charging rate SOC of the
バッテリー１３の充電率ＳＯＣが大きいときには、バッテリー１３は、単独で又は燃料電池スタック１０とともに、走行モーター１２や負荷１４に電力を供給する。これによって走行モーター１２及び負荷１４が駆動される。
When the charging rate SOC of the
図２は、バッテリーの充電率ＳＯＣと燃料電池スタックの発電電力との相関図である。 FIG. 2 is a correlation diagram between the charge rate SOC of the battery and the generated power of the fuel cell stack.
上述のように、バッテリー１３は、充電率ＳＯＣの大小に応じて、燃料電池スタック１０から供給された電力によって充電され、又は補機(走行モーター１２や負荷１４)に電力を供給(放電)する。すなわちバッテリー１３の充電率ＳＯＣが管理充電率よりも大きいときにはバッテリー１３が放電するように燃料電池スタックの電力が低められ、バッテリー１３の充電率ＳＯＣが管理充電率よりも小さいときにはバッテリー１３が充電されるように燃料電池スタックの電力が高められる。
As described above, the
しかしながら、図２に示されるように、バッテリー１３が低温状態では、常温状態に比較して充電能力が低いので、燃料電池スタック１０の発電電力を、常温状態に比較して低く抑える必要がある。また放電能力が低いので、燃料電池スタック１０の発電電力を、常温状態に比較して大きくする必要がある。
However, as shown in FIG. 2, when the
したがって、バッテリー１３の暖機を早期に完了して常温状態にすることが望ましい。
Therefore, it is desirable to complete warming up of the
バッテリー１３を暖機するには、バッテリー１３の充電放電を繰り返す必要がある。バッテリー１３を充電するには燃料電池スタック１０の発電電力を上げ、バッテリー１３を放電させるには燃料電池スタック１０の発電電力を下げる必要がある。
In order to warm up the
そして、燃料電池スタック１０の発電電力を調整するには、カソードライン２０を流れて燃料電池スタック１０に供給される空気の流量を変動させる必要がある。このとき、コンプレッサーから供給される流量を制御するために、コンプレッサー２１の回転速度を変動させては、コンプレッサー２１の作動音が変動し、乗員が耳障りに感じて違和感を覚えることがある。
In order to adjust the generated power of the
そこで本実施形態では、コンプレッサー２１の回転速度が変動しないようにしつつ燃料電池スタック１０の発電電力を調整する。
Therefore, in the present embodiment, the generated power of the
以下では具体的な手法について説明する。 Hereinafter, a specific method will be described.
図３は、本発明による燃料電池システムの制御装置のコントローラーが実行する制御フローチャートである。なおコントローラーは、微小時間(たとえば１０ミリ秒)ごとにこのフローチャートを繰り返し実行する。 FIG. 3 is a control flowchart executed by the controller of the control device of the fuel cell system according to the present invention. The controller repeatedly executes this flowchart every minute time (for example, 10 milliseconds).
ステップＳ１においてコントローラーは、燃料電池スタック１０に供給する空気量を演算する。具体的な内容は後述する。
In step S <b> 1, the controller calculates the amount of air supplied to the
ステップＳ２においてコントローラーは、バッテリー１３の温度を検出する。この温度は、バッテリー１３に温度センサーを取り付けて直接検出してもよいし、気温や放置時間に基づいて推定(間接的に検出)してもよい。
In step S <b> 2, the controller detects the temperature of the
ステップＳ３においてコントローラーは、バッテリー１３の暖機が必要であるか否かを判定する。具体的には、バッテリー１３の温度が、暖機の必要性を判定するための閾値(所定温度)よりも低いか否かを判定する。コントローラーは、判定結果が肯であればステップＳ４へ処理を移行し、判定結果が否であればステップＳ５へ処理を移行する。なお、暖機の必要性を判定するための閾値(所定温度)は、予め実験と通じて設定しておけばよい。
In step S3, the controller determines whether or not the
ステップＳ４においてコントローラーは、バッテリーの暖機運転を実行する。具体的な内容は後述する。 In step S4, the controller performs a warm-up operation of the battery. Specific contents will be described later.
ステップＳ５においてコントローラーは、通常運転を実行する。なお通常運転は、一般的な運転であるので、詳細な説明は省略される。 In step S5, the controller performs normal operation. Note that the normal operation is a general operation, and thus detailed description is omitted.
図４は、燃料電池スタックに供給する空気量を演算する機能をブロック図として表したものである。 FIG. 4 is a block diagram showing the function of calculating the amount of air supplied to the fuel cell stack.
なお以下のブロック図に示される各ブロックは、コントローラーの各機能を仮想ユニットとして示すものであり、各ブロックは物理的な存在を意味しない。 Each block shown in the following block diagram shows each function of the controller as a virtual unit, and each block does not mean physical existence.
ブロックＢ１０１は、シフトレンジ、アクセルペダル操作量及び車速に基づいて、走行電力を演算する。具体的には、予め準備された複数のマップのなかから現在のシフトレンジに対応したマップが選択される。そしてそのマップにアクセルペダル操作量及び車速が適用されて、走行に必要な燃料電池スタックの発電電力(走行電力)が演算される。 Block B101 calculates travel power based on the shift range, accelerator pedal operation amount, and vehicle speed. Specifically, a map corresponding to the current shift range is selected from a plurality of maps prepared in advance. Then, the accelerator pedal operation amount and the vehicle speed are applied to the map, and the generated power (traveling power) of the fuel cell stack required for traveling is calculated.
ブロックＢ１０２は、バッテリー充電率ＳＯＣに基づいて要求される燃料電池スタック１０の発電電力を演算する。
Block B102 calculates the generated power of the
ブロックＢ１０３は、補機負荷の消費電力、ブロックＢ１０１で演算された走行電力及びブロックＢ１０２で演算された発電電力を加算して、目標発電電力を求める。 Block B103 adds the power consumption of the auxiliary load, the running power calculated in block B101, and the generated power calculated in block B102 to obtain the target generated power.
ブロックＢ１０４は、ブロックＢ１０３で演算された目標発電電力に基づいて燃料電池スタック１０に供給する空気量を演算する。
Block B104 calculates the amount of air supplied to the
以上のようにして、フローチャートのステップＳ１における処理が実行される。 As described above, the process in step S1 of the flowchart is executed.
図５は、バッテリー暖機運転のサブルーチンを示す図である。 FIG. 5 shows a subroutine for battery warm-up operation.
ステップＳ４１においてコントローラーは、バッテリー充電率が第１管理充電率よりも小であるか否かを判定する。コントローラーは、判定結果が否であればステップＳ４２へ処理を移行し、判定結果が肯であればステップＳ４５へ処理を移行する。 In step S41, the controller determines whether or not the battery charging rate is smaller than the first management charging rate. If the determination result is negative, the controller proceeds to step S42, and if the determination result is positive, the controller proceeds to step S45.
ステップＳ４２においてコントローラーは、バッテリー充電率が第２管理充電率よりも大であるか否かを判定する。コントローラーは、判定結果が否であればステップＳ４３へ処理を移行し、判定結果が肯であればステップＳ４４へ処理を移行する。なお第１管理充電率及び第２管理充電率の詳細については、後述する。 In step S42, the controller determines whether or not the battery charging rate is greater than the second management charging rate. If the determination result is negative, the controller proceeds to step S43, and if the determination result is positive, the controller proceeds to step S44. The details of the first management charge rate and the second management charge rate will be described later.
ステップＳ４３においてコントローラーは、現在放電モードであるか否かを判定する。コントローラーは、判定結果が肯であればステップＳ４４へ処理を移行し、判定結果が否であればステップＳ４５へ処理を移行する。 In step S43, the controller determines whether or not the current discharge mode is set. If the determination result is positive, the controller proceeds to step S44, and if the determination result is negative, the controller proceeds to step S45.
ステップＳ４４においてコントローラーは、放電モードを実行する。 In step S44, the controller executes the discharge mode.
ステップＳ４５においてコントローラーは、充電モードを実行する。 In step S45, the controller executes the charging mode.
図６は、バッテリー暖機運転のサブルーチンの実行結果を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating an execution result of a subroutine for battery warm-up operation.
なお図５のフローチャートとの対応が分かりやすくなるように、図５のステップ番号を併記する。 Note that the step numbers of FIG. 5 are also shown so that the correspondence with the flowchart of FIG. 5 is easy to understand.
バッテリー充電率ＳＯＣが、第１管理ＳＯＣよりも大であるが第２管理ＳＯＣよりも小であって、現在放電モードであるとする。 Assume that the battery charge rate SOC is larger than the first management SOC but smaller than the second management SOC, and the current discharge mode is set.
バッテリー充電率ＳＯＣが下がって第１管理ＳＯＣよりも小になったら、ステップＳ４１→Ｓ４５が処理され、充電モードが実行される。バッテリー充電率ＳＯＣが第１管理ＳＯＣよりも小である間は、ステップＳ４１→Ｓ４５が処理され、充電モードが実行される。 When the battery charging rate SOC decreases and becomes smaller than the first management SOC, steps S41 → S45 are processed, and the charging mode is executed. While the battery charging rate SOC is smaller than the first management SOC, steps S41 → S45 are processed, and the charging mode is executed.
バッテリー充電率ＳＯＣが上がって、第１管理ＳＯＣよりも大になっても第２管理ＳＯＣよりも小であるときは、ステップＳ４１→Ｓ４２→Ｓ４３→Ｓ４５が処理され、充電モードが継続される。 If the battery charge rate SOC increases and becomes larger than the first management SOC but is smaller than the second management SOC, steps S41 → S42 → S43 → S45 are processed, and the charging mode is continued.
バッテリー充電率ＳＯＣが第２管理ＳＯＣよりも大になったら、ステップＳ４１→Ｓ４２→Ｓ４４が処理され、放電モードが実行される。 When the battery charge rate SOC becomes larger than the second management SOC, steps S41 → S42 → S44 are processed, and the discharge mode is executed.
バッテリー充電率ＳＯＣが下がって、第２管理ＳＯＣよりも小になっても第１管理ＳＯＣよりも大であるときは、ステップＳ４１→Ｓ４２→Ｓ４３→Ｓ４４が処理され、放電モードが継続される。 If the battery charge rate SOC decreases and becomes smaller than the first management SOC even if it becomes smaller than the second management SOC, steps S41 → S42 → S43 → S44 are processed, and the discharge mode is continued.
バッテリー暖機運転では、以上が実行される。 The above is executed in the battery warm-up operation.
図７はバッテリー充電率に対するバッテリーの内部抵抗についてバッテリー温度ごとに示す図であり、図７(Ａ)は放電時を示し、図７(Ｂ)は充電時を示す。 FIG. 7 is a diagram showing the internal resistance of the battery with respect to the battery charging rate for each battery temperature. FIG. 7 (A) shows when discharging and FIG. 7 (B) shows when charging.
放電時のバッテリー充電率ＳＯＣに対するバッテリーの内部抵抗は、図７(Ａ)に示されるように、バッテリー充電率ＳＯＣが小さいほど、バッテリーの内部抵抗が大きくなる。またバッテリー充電率ＳＯＣが同一である場合で比較すると、温度が低温であるほど、バッテリーの内部抵抗が大きくなる。 As shown in FIG. 7A, the internal resistance of the battery with respect to the battery charging rate SOC at the time of discharging increases as the battery charging rate SOC decreases. Further, when the battery charge rate SOC is the same, the internal resistance of the battery increases as the temperature decreases.
充電時のバッテリー充電率ＳＯＣに対するバッテリーの内部抵抗は、図７(Ｂ)に示されるように、バッテリー充電率ＳＯＣが大きいほど、バッテリーの内部抵抗が大きくなる。またバッテリー充電率ＳＯＣが同一である場合で比較すると、温度が低温であるほど、バッテリーの内部抵抗が大きくなる。 As shown in FIG. 7B, the internal resistance of the battery with respect to the battery charging rate SOC during charging increases as the battery charging rate SOC increases. Further, when the battery charge rate SOC is the same, the internal resistance of the battery increases as the temperature decreases.
このようにバッテリーは、放電時と充電時とで内部抵抗が相違するという特性がある。 Thus, the battery has a characteristic that the internal resistance is different between discharging and charging.
図８は、ある温度におけるバッテリー充電率に対するバッテリーの内部抵抗の特性を示す図である。 FIG. 8 is a graph showing the characteristic of the internal resistance of the battery with respect to the battery charging rate at a certain temperature.
なお左上がりの実線は、バッテリー温度が低いとき(暖機が必要)の放電時の特性を示す。右上がりの実線は、バッテリー温度が低いとき(暖機が必要)の充電時の特性を示す。左上がりの破線は、バッテリー温度が常温(暖機が不要)での放電時の特性を示す。右上がりの破線は、バッテリー温度が常温(暖機が不要)での充電時の特性を示す。 The solid line that rises to the left indicates the characteristics during discharging when the battery temperature is low (warming up is necessary). The solid line rising to the right shows the characteristics during charging when the battery temperature is low (warming up is necessary). The broken line on the left indicates the characteristics when discharging at normal temperature (no warm-up is required). The broken line that goes up to the right shows the characteristics during charging at a battery temperature of room temperature (no warm-up is required).
上述のように、バッテリーは、放電時と充電時とで内部抵抗が相違するという特性がある。暖機が完了した後の通常運転では、充電能力よりも放電能力を重視して、放電時の内部抵抗ができるだけ小さくなるように、大きめの管理ＳＯＣが設定されることが多い。このように設定されれば、バッテリーが放電しやすくなる。ただし、管理ＳＯＣが大き過ぎれば、バッテリーを充電しにくくなる。そこで、両者のバランスで管理ＳＯＣが設定される。 As described above, the battery has a characteristic that the internal resistance is different between discharging and charging. In normal operation after the warm-up is completed, a large management SOC is often set so that the discharging capability is more important than the charging capability and the internal resistance during discharging is as small as possible. If it sets in this way, it will become easy to discharge a battery. However, if the management SOC is too large, it is difficult to charge the battery. Therefore, the management SOC is set with a balance between the two.
これに対して、本実施形態では、バッテリーの放電時の内部抵抗と充電時の内部抵抗がほぼ同じになるように、暖機運転での管理ＳＯＣを設定する。このようにする理由は、以下である。すなわち、仮に、通常運転での管理ＳＯＣのまま暖機運転する場合を考える。バッテリーの内部抵抗が大きい方が、発熱しやすいので、バッテリーの暖機には好適であるようにも思える。ところが、通常運転での管理ＳＯＣのまま充電しようとしても、内部抵抗がＡという非常に高い値になるので、非常に高い電圧をかけなければ、バッテリーを充電できない。しかしながら、電圧は、バッテリー保護システムの機能によって制限されるので、あまり高い電圧をかけることはできない。 On the other hand, in this embodiment, the management SOC in the warm-up operation is set so that the internal resistance at the time of discharging the battery and the internal resistance at the time of charging are substantially the same. The reason for doing this is as follows. That is, let us consider a case where the warm-up operation is performed with the management SOC in the normal operation. A battery with a higher internal resistance is more likely to generate heat, so it seems suitable for warming up the battery. However, even if an attempt is made to charge the control SOC in the normal operation, the internal resistance becomes a very high value of A. Therefore, the battery cannot be charged unless a very high voltage is applied. However, since the voltage is limited by the function of the battery protection system, a very high voltage cannot be applied.
これに対して、本実施形態では、上述のように、バッテリーの放電時の内部抵抗と充電時の内部抵抗がほぼ同じになるように、暖機運転での管理ＳＯＣを設定する。 On the other hand, in the present embodiment, as described above, the management SOC in the warm-up operation is set so that the internal resistance during battery discharge and the internal resistance during charging are substantially the same.
このようにすることで、充電時の内部抵抗は、通常運転での管理ＳＯＣのまま充電する場合の内部抵抗Ａよりも低くなる。したがって、あまり高くない電圧でバッテリーを充電することができる。 By doing in this way, the internal resistance at the time of charge becomes lower than the internal resistance A when charging with the management SOC in normal operation. Therefore, the battery can be charged with a voltage that is not so high.
また放電時の内部抵抗は、通常運転での管理ＳＯＣのまま充電する場合の内部抵抗Ｂよりも高くなる。したがって、放電時にも発熱しやすくなり、暖機が促進される。なお放電時の内部抵抗が高くなりすぎると、補機に供給すべき電力が不足する可能性がある。そこで、この点を考慮すると、バッテリーの放電時の内部抵抗は、充電時の内部抵抗とほぼ同じである程度が好ましいと言うことが発明者らの知見である。 Moreover, the internal resistance at the time of discharge becomes higher than the internal resistance B when charging with the management SOC in the normal operation. Accordingly, heat is easily generated even during discharge, and warm-up is promoted. If the internal resistance at the time of discharge becomes too high, there is a possibility that the power to be supplied to the auxiliary machine is insufficient. Therefore, in view of this point, the inventors know that the internal resistance at the time of discharging the battery is almost the same as the internal resistance at the time of charging, and is preferable to some extent.
このように、バッテリーの放電時の内部抵抗と充電時の内部抵抗がほぼ同じになるように暖機運転での管理ＳＯＣを設定して、充電放電を繰り返すことで、充放電電力の実行値が向上し、暖機効率が高まるのである。 In this way, by setting the management SOC in the warm-up operation so that the internal resistance at the time of discharging the battery and the internal resistance at the time of charging are substantially the same, and repeating the charge and discharge, the execution value of the charge / discharge power is It improves and warm-up efficiency increases.
このように、本実施形態では、暖機運転での管理ＳＯＣ(第１管理ＳＯＣ及び第２管理ＳＯＣ)を、通常運転での管理ＳＯＣ(第１管理ＳＯＣ及び第２管理ＳＯＣ)よりも小さく設定することで、暖機効率が高まるのである。 Thus, in the present embodiment, the management SOC (first management SOC and second management SOC) in the warm-up operation is set to be smaller than the management SOC (first management SOC and second management SOC) in the normal operation. By doing so, the warm-up efficiency is increased.
特に、暖機運転での管理ＳＯＣ(第１管理ＳＯＣ及び第２管理ＳＯＣ)を、バッテリーの放電時の内部抵抗と充電時の内部抵抗がほぼ同じになるように設定することで、放電時の内部抵抗が高くなりすぎることなく、バランスよく暖機効率を高めることができる。 In particular, by setting the management SOC in the warm-up operation (first management SOC and second management SOC) so that the internal resistance at the time of discharging the battery and the internal resistance at the time of charging are substantially the same, The warm-up efficiency can be improved in a balanced manner without the internal resistance becoming too high.
なお暖機が完了した後は、放電時の内部抵抗が充電時の内部抵抗よりも小さい通常運転での管理ＳＯＣに変更される。これによって充電能力よりも放電能力が優先されることとなり、バッテリーの放電能力が高まるのである。 After the warm-up is completed, the control SOC is changed to the management SOC in the normal operation in which the internal resistance during discharging is smaller than the internal resistance during charging. As a result, the discharging ability is given priority over the charging ability, and the discharging ability of the battery is enhanced.
図９は、バッテリー暖機運転におけるブリード空気量を演算する機能をブロック図として表したものである。 FIG. 9 is a block diagram showing the function of calculating the bleed air amount in the battery warm-up operation.
ブロックＢ４０１は、モードに応じた燃料電池スタック１０への供給空気量をコンプレッサー２１の下限流量から減算する。コンプレッサー２１は、供給流量が過小になると、サージするおそれがある。コンプレッサー２１の下限流量とは、そのような事態を生じさせない最低流量である。燃料電池スタック１０に供給する空気量がコンプレッサー２１の下限流量よりも多ければ、ブロックＢ４０１は、負値を出力する。燃料電池スタック１０に供給する空気量が少なく、コンプレッサー２１の下限流量を下回っていれば、ブロックＢ４０１は、正値を出力する。
Block B401 subtracts the amount of air supplied to the
ブロックＢ４０２は、ブロックＢ４０１の出力結果が正値であれば、そのまま出力し、負値であればゼロを出力する。 The block B402 outputs as it is if the output result of the block B401 is a positive value, and outputs zero if it is a negative value.
ブロックＢ４０３は、モードに応じた燃料電池スタック１０への供給空気量から、発電で消費される流量を減算する。これによって燃料電池スタック１０で発電に消費されることなく排出される空気量が出力される。
Block B403 subtracts the flow rate consumed by power generation from the amount of air supplied to the
ブロックＢ４０４は、燃料電池スタック１０で発電に消費されることなく排出される空気量を、希釈要求空気量から減算する。パージ弁３４が開くと、アノードガスＨ2が排出される。このアノードガスＨ2を希釈するのに必要な空気量が希釈要求空気量である。燃料電池スタック１０で発電に消費されることなく排出される空気量が、希釈要求空気量よりも多ければブロックＢ４０４は、負値を出力する。燃料電池スタック１０で発電に消費されることなく排出される空気量が、希釈要求空気量よりも少なければブロックＢ４０４は、正値を出力する。
The block B404 subtracts the amount of air discharged without being consumed by the
ブロックＢ４０５は、ブロックＢ４０４の出力結果が正値であれば、そのまま出力し、負値であればゼロを出力する。 The block B405 outputs as it is if the output result of the block B404 is a positive value, and outputs zero if it is a negative value.
ブロックＢ４０６は、モードに応じた燃料電池スタック１０への供給空気量を、バッテリー暖機運転時にコンプレッサー２１が供給する空気量から減算する。なおバッテリー暖機運転時にコンプレッサー２１が供給する空気量は、燃料電池スタック１０に供給する空気量よりも大きな一定値であり、ブロックＢ４０６は、正値を出力する。
Block B406 subtracts the amount of air supplied to the
ブロックＢ４０７は、通常は、ブロックＢ４０６の出力結果が正値であるので、そのまま出力する。ただし、何らかの異常があって、万一、ブロックＢ４０６から負値が出力されていれば、ブロックＢ４０７は、ゼロを出力する。 The block B407 normally outputs the block B406 because the output result of the block B406 is a positive value. However, if there is any abnormality and a negative value is output from the block B406, the block B407 outputs zero.
ブロックＢ４０８は、ブロックＢ４０２の出力とブロックＢ４０５の出力とブロックＢ４０７の出力とを比較し、最も大きいものをブリード空気量として出力する。 The block B408 compares the output of the block B402, the output of the block B405, and the output of the block B407, and outputs the largest one as the bleed air amount.
図１０は、第１実施形態のバッテリー暖機運転における作動を説明する図である。 FIG. 10 is a diagram for explaining the operation in the battery warm-up operation of the first embodiment.
バッテリー暖機運転では、コンプレッサー２１から一定の暖機運転空気量が供給される。この暖機運転空気量は、放電モード、充電モードにかかわらず、一定値である。 In the battery warm-up operation, a constant warm-up operation air amount is supplied from the compressor 21. This warm-up operation air amount is a constant value regardless of the discharge mode or the charge mode.
そして、燃料電池スタックの目標発電電力を発電するのに必要な流量(ＦＣスタック供給空気量)を越える余剰の空気がブリードラインに流される。すなわち、燃料電池スタックに供給される空気量は、ブリード空気量の多少によって調整される。 Then, surplus air exceeding the flow rate (FC stack supply air amount) necessary to generate the target generated power of the fuel cell stack is caused to flow through the bleed line. That is, the amount of air supplied to the fuel cell stack is adjusted by the amount of bleed air.
図１１は、第１実施形態のバッテリー暖機運転における作動を説明するタイムチャートである。 FIG. 11 is a time chart for explaining the operation in the battery warm-up operation of the first embodiment.
上述のように、燃料電池システムでは、バッテリー１３の暖機を早期に完了すべく、バッテリー１３の充電放電を繰り返す。バッテリー１３を充電するには燃料電池スタック１０の発電電力を上げ、バッテリー１３を放電させるには燃料電池スタック１０の発電電力を下げる必要がある。
As described above, in the fuel cell system, the
このとき、コンプレッサーから供給される流量を制御するために、コンプレッサー２１の回転速度を変動させては、コンプレッサー２１の作動音が変動し、乗員が耳障りに感じて違和感を覚えることがある。 At this time, if the rotational speed of the compressor 21 is changed in order to control the flow rate supplied from the compressor, the operation sound of the compressor 21 may fluctuate, and the passenger may feel uncomfortable and feel uncomfortable.
そこで、本実施形態では、一定量の音振モード空気量をコンプレッサー２１から供給するようにした。すなわちコンプレッサー２１の回転速度を一定に維持するようにしたのである。そしてブリード空気量を調整することで、燃料電池スタックに供給する空気量を調整するようにしたのである。 Therefore, in this embodiment, a certain amount of sound vibration mode air amount is supplied from the compressor 21. That is, the rotation speed of the compressor 21 is kept constant. Then, the amount of air supplied to the fuel cell stack is adjusted by adjusting the amount of bleed air.
このようにすることで、本実施形態では、コンプレッサー２１の回転速度を一定に維持されるので、コンプレッサー２１の作動音が変動せず、乗員に違和感を感じさせないのである。 By doing in this way, in this embodiment, since the rotational speed of the compressor 21 is maintained constant, the operating sound of the compressor 21 does not fluctuate, and the passenger does not feel uncomfortable.
また本実施形態では、バッテリー充電率が第１管理値よりも小さければ放電モードから充電モードに切り替え、バッテリー充電率が第２管理値よりも大きければ充電モードから放電モードに切り替える。このようにしたので、モードが頻繁に変わりすぎてしまうことを防止できるのである。 In this embodiment, if the battery charging rate is smaller than the first management value, the charging mode is switched to the charging mode, and if the battery charging rate is larger than the second management value, the charging mode is switched to the discharging mode. Since it did in this way, it can prevent that a mode changes too frequently.
（第２実施形態）
図１２は、第２実施形態のバッテリー暖機運転における作動を説明するタイムチャートである。
(Second Embodiment)
FIG. 12 is a time chart for explaining the operation in the battery warm-up operation of the second embodiment.
ブリード弁の作動が非常に迅速であれば、第１実施形態の図１１に示されるようにブリード空気流量及び燃料電池スタックへの供給空気流量を瞬時に切り替えることができる。 If the operation of the bleed valve is very rapid, the bleed air flow rate and the supply air flow rate to the fuel cell stack can be instantaneously switched as shown in FIG. 11 of the first embodiment.
しかしながら、ブリード弁がある程度の作動時間を要するときには、この点を考慮する必要がある。この点を考慮することなく、燃料電池スタックに対する要求発電電力を上げてしまうと、反応ガス(カソードガスＯ2、アノードガスＨ2)が不足した状態に陥る可能性がある。これはスタベーションと呼ばれる状態であり、電解質膜を劣化させてしまうおそれがある。 However, this point must be taken into account when the bleed valve requires a certain amount of operating time. Without considering this point, if the required power generation for the fuel cell stack is increased, the reaction gas (cathode gas O 2 , anode gas H 2 ) may become insufficient. This is a state called starvation and there is a risk of degrading the electrolyte membrane.
そこで本実施形態では、放電モードから充電モードに切り替えるときには(すなわち燃料電池スタックに対する要求発電電力が上がるときには)、ブリード弁の応答時間よりも、充電モード時間が長くなるように、ＳＯＣヒス幅(すなわち第１管理ＳＯＣと第２管理ＳＯＣとの差)を設定する。そして、ブリード弁がスタック側に変わってから燃料電池スタックに対する要求発電電力を上げるようにする。 Therefore, in this embodiment, when switching from the discharge mode to the charge mode (that is, when the required generated power for the fuel cell stack increases), the SOC hysteresis width (that is, the charge mode time is longer than the response time of the bleed valve). A difference between the first management SOC and the second management SOC) is set. Then, after the bleed valve changes to the stack side, the required generated power for the fuel cell stack is increased.
このようにすることで、燃料電池スタックのスタベーション状態を回避することができる。 By doing in this way, the starvation state of a fuel cell stack can be avoided.
なお充電モードから放電モードに切り替えるときには(すなわち燃料電池スタックに対する要求発電電力が下がるときには)、スタベーションにはならない。そこでこのときには、バッテリーの暖機を優先してすぐに燃料電池スタックに対する要求発電電力を下げてもよい。ただしブリード弁の応答速度が遅い分、余計に空気が燃料電池スタックに供給されるので、電解質膜の湿潤状態などを考慮して適宜決めればよい。 When switching from the charging mode to the discharging mode (that is, when the required generated power for the fuel cell stack is lowered), the starvation is not performed. Therefore, at this time, priority may be given to warm-up of the battery, and the required generated power for the fuel cell stack may be immediately reduced. However, since air is supplied to the fuel cell stack as much as the response speed of the bleed valve is slow, it may be appropriately determined in consideration of the wet state of the electrolyte membrane.
（第３実施形態）
図１３は、第３実施形態のバッテリー暖機運転におけるブリード空気量を演算する機能をブロック図として表したものである。
(Third embodiment)
FIG. 13 is a block diagram showing the function of calculating the bleed air amount in the battery warm-up operation of the third embodiment.
第１実施形態では、バッテリー暖機運転においては、常に一定量の空気をコンプレッサー２１から供給した。これに対して本実施形態では、ブロックＢ４００１においてバッテリー温度に応じてコンプレッサー２１が供給する空気量を変更する。具体的には、バッテリー温度が低いほどコンプレッサー２１が供給する空気量を増やす。 In the first embodiment, in the battery warm-up operation, a constant amount of air is always supplied from the compressor 21. In contrast, in the present embodiment, the amount of air supplied by the compressor 21 is changed according to the battery temperature in block B4001. Specifically, the amount of air supplied by the compressor 21 is increased as the battery temperature is lower.
そしてブロックＢ４０６は、ブロックＢ４００１で設定された空気量から、モードに応じた燃料電池スタック１０への供給空気量を減算する。それ以外のブロックは、第１実施形態(図９)と同様である。これによってブリード空気量が出力される。なお上述のようにバッテリー温度が低いほどコンプレッサー２１が供給する空気量が増やされているので、その分ブリード空気量も増やされる。
The block B406 subtracts the amount of air supplied to the
このようにすることで、バッテリー温度が低いほどコンプレッサー２１が供給する空気量が多くなる。この結果、コンプレッサー２１によって消費される電力が多くなる。するとバッテリーの放電許容電力が増加するので、充電放電の電力実行値を増加させることができる。これによってバッテリーの暖機時間を短縮できるのである。 By doing so, the amount of air supplied by the compressor 21 increases as the battery temperature decreases. As a result, the power consumed by the compressor 21 increases. Then, since the discharge allowable power of the battery is increased, the power execution value of the charge / discharge can be increased. This can shorten the battery warm-up time.
またコンプレッサー２１が供給する空気量が多くなる分、ブリード空気量も増やす。これによって過剰な空気が燃料電池スタック１０に供給されることを回避できるのである。
In addition, the amount of bleed air increases as the amount of air supplied by the compressor 21 increases. As a result, excessive air can be prevented from being supplied to the
（第４実施形態）
図１４は、第４実施形態の充電目標電力を演算する機能をブロック図として表したものである。
(Fourth embodiment)
FIG. 14 is a block diagram illustrating the function of calculating the charging target power according to the fourth embodiment.
本実施形態では、バッテリーの温度が低いほど、充電目標電力を低く設定する。具体的には以下のようにして充電目標電力を設定する。 In this embodiment, the charging target power is set lower as the battery temperature is lower. Specifically, the charging target power is set as follows.
ブロックＢ７０１は、バッテリー充電率ＳＯＣ及びバッテリー温度に応じてバッテリー充電可能電力を演算する。なおバッテリー充電可能電力は、バッテリー充電率ＳＯＣが小さいほど大きく、かつバッテリー温度が高いほど大きく演算される。 Block B701 calculates battery chargeable power according to the battery charge rate SOC and the battery temperature. The battery chargeable power is calculated to increase as the battery charge rate SOC decreases and as the battery temperature increases.
ブロックＢ７０２は、バッテリー温度に基づいて補正係数を演算する。なお補正係数は、バッテリー温度が低いほど小さく演算される。 Block B702 calculates a correction coefficient based on the battery temperature. The correction coefficient is calculated to be smaller as the battery temperature is lower.
ブロックＢ７０３は、バッテリー充電可能電力に補正係数を乗算して充電目標電力を演算する。 Block B703 calculates the charging target power by multiplying the battery chargeable power by the correction coefficient.
充電目標電力を低く設定すれば、バッテリー充電時に電圧が過上昇することを防止できる。これによって、より確実に過電圧を回避しつつ、バッテリーを暖機できる。また充電目標電力を低く設定することで、バッテリーの充電放電サイクルを短くでき、多くのサイクルを実行できる。したがって、バッテリーの温度が低いほど、充電目標電力を低く設定することで、バッテリーに過大な負荷をかけることなく、暖機を促進できるのである。 If the charging target power is set low, it is possible to prevent the voltage from excessively rising during battery charging. This makes it possible to warm up the battery while avoiding overvoltage more reliably. Further, by setting the charging target power low, the charging / discharging cycle of the battery can be shortened and many cycles can be executed. Therefore, the lower the battery temperature, the lower the charging target power, so that warm-up can be promoted without imposing an excessive load on the battery.
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.
たとえば、上記実施形態においては、バッテリー充電率が第１管理値よりも小さければ放電モードから充電モードに切り替え、バッテリー充電率が第２管理値よりも大きければ充電モードから放電モードに切り替える。すなわち、充電モード放電モードを切り替える基準値(管理値)は、２つであった。しかしながら、第１管理値及び第２管理値を同一として１つの管理値に基づいて充電モード放電モードを切り替えてもよい。このようにしても相応の効果は得られる。 For example, in the above embodiment, if the battery charging rate is smaller than the first management value, the mode is switched from the discharging mode to the charging mode, and if the battery charging rate is larger than the second management value, the mode is switched from the charging mode to the discharging mode. That is, there are two reference values (management values) for switching between the charge mode and the discharge mode. However, the first management value and the second management value may be the same, and the charge mode / discharge mode may be switched based on one management value. Even if it does in this way, a suitable effect is acquired.
また上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。 Moreover, the said embodiment can be combined suitably.
１０ 燃料電池スタック(燃料電池)
１１ ＤＣ／ＤＣコンバーター
１２ 走行モーター(補機)
１３ バッテリー
１４ 負荷(補機)
２０ カソードライン
２１ コンプレッサー(酸化剤供給機)
２２ ＷＲＤ(Water Recovery Device)
２３ カソード調圧弁
２００ ブリード通路(バイパス通路)
２１０ ブリード弁(バイパス流量調整機)
10 Fuel cell stack (fuel cell)
11 DC /
13
20 Cathode line 21 Compressor (Oxidizer supply machine)
22 WRD (Water Recovery Device)
23 Cathode
210 Bleed valve (Bypass flow regulator)
Claims (6)
前記バッテリーの充放電量を考慮して前記燃料電池の要求発電量を決定する要求発電量設定手段と、
前記要求発電量に基づいて酸化剤を供給する酸化剤供給量制御手段とを備え、
バッテリー暖機時において、
前記酸化剤供給量制御手段は、所定量の酸化剤が供給されるように前記酸化剤供給機を制御するとともに、前記要求発電量に基づいて、前記バッテリーの充電率が第１の管理値よりも小さいときにはバイパス流量を小さくし、バッテリーの充電率が、前記第１の管理値よりも大である第２の管理値よりも大きいときにはバイパス流量を大きくするように前記バイパス流量調整機を制御し、
前記第１の管理値及び前記第２の管理値は、前記バッテリーの充電率が前記第１の管理値から前記第２の管理値まで変化する時間が前記バイパス流量調整機の応答時間よりも長くなるように、設定される、
燃料電池システムの制御装置。 An apparatus for controlling a fuel cell system, comprising: a fuel cell; a battery; an oxidant supply unit; a bypass passage for bypassing an oxidant supplied from the oxidant supply unit to the fuel cell; and a bypass flow rate regulator. Charge / discharge amount control means for charging / discharging the battery so as to be in the SOC range;
A required power generation amount setting means for determining a required power generation amount of the fuel cell in consideration of a charge / discharge amount of the battery;
Oxidant supply amount control means for supplying an oxidant based on the required power generation amount,
When the battery is warming up,
The oxidant supply amount control means controls the oxidant supply unit so that a predetermined amount of oxidant is supplied, and based on the required power generation amount, the charging rate of the battery is based on a first management value. The bypass flow rate regulator is controlled so as to reduce the bypass flow rate when the battery charge rate is smaller, and to increase the bypass flow rate when the battery charging rate is greater than the second management value, which is greater than the first management value. ,
In the first management value and the second management value, the time for the charge rate of the battery to change from the first management value to the second management value is longer than the response time of the bypass flow regulator. Set to be
Control device for fuel cell system.
燃料電池システムの制御装置。 2. The fuel cell system control device according to claim 1 , wherein when the battery needs to be warmed up, the first management value and the second management value do not need to be warmed up. Smaller than,
Control device for fuel cell system.
燃料電池システムの制御装置。 3. The control apparatus for a fuel cell system according to claim 2 , wherein the first management value and the second management value are changed to values larger than during battery warm-up after the battery warm-up is completed. ,
Control device for fuel cell system.
前記酸化剤供給量制御手段は、前記バッテリーの温度が低いほど、多量の酸化剤が供給されるように前記酸化剤供給機を制御する、
燃料電池システムの制御装置。 In the control apparatus of the fuel cell system according to any one of claims 1 to 3 ,
The oxidant supply amount control means controls the oxidant supply machine so that a larger amount of oxidant is supplied as the temperature of the battery is lower.
Control device for fuel cell system.
前記酸化剤供給量制御手段は、前記バッテリーの温度が低いほど、バイパス流量を大きくする、
燃料電池システムの制御装置。 In the control apparatus of the fuel cell system according to claim 4 ,
The oxidant supply amount control means increases the bypass flow rate as the temperature of the battery is lower.
Control device for fuel cell system.
燃料電池システムの制御装置。 The control device for a fuel cell system according to any one of claims 1 to 5 , further comprising a setting unit that sets a charging target power of the battery to be smaller as the temperature of the battery is lower.
Control device for fuel cell system.
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