JP7400749B2 - fuel cell system - Google Patents
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Description
本明細書が開示する技術は、燃料電池システムに関する。特に、複数の燃料電池モジュールと1個の冷媒冷却装置を有する燃料電池システムに関する。 The technology disclosed herein relates to a fuel cell system. In particular, the present invention relates to a fuel cell system having a plurality of fuel cell modules and one refrigerant cooling device.
特許文献1、2の燃料電池システムは、複数の燃料電池モジュールを備えており、複数の燃料電池モジュールの出力を足し合わせることで、大きな電力を出力することができる。特許文献1、2の燃料電池システムは、複数の燃料電池モジュールの燃料電池本体を冷却するのに1個の冷媒冷却装置を用いる。冷媒冷却装置の典型はラジエータである。複数の燃料電池モジュールと1個の冷媒冷却装置は冷媒管で接続されている。冷媒管は、冷媒冷却装置にて冷却された冷媒を複数の燃料電池モジュール(燃料電池本体)へ分配する。
The fuel cell systems of
特許文献1の燃料電池システムは、1個のポンプで複数の燃料電池モジュールへ冷媒を送る。特許文献2の燃料電池システムでは、夫々の燃料電池モジュールがポンプとバルブを備えている。ポンプは、自身の燃料電池モジュールの燃料電池本体へ冷媒を供給する。バルブは、自身の燃料電池モジュールの燃料電池本体を通過する冷媒の流量を調整する。ポンプとバルブはいずれも、燃料電池本体を通過する冷媒の流量を調整する調整器である。以下では、燃料電池本体を通過する冷媒の流量を調整するポンプとバルブを単純に調整器と総称することがある。
The fuel cell system disclosed in Patent Document 1 uses one pump to send refrigerant to a plurality of fuel cell modules. In the fuel cell system of
特許文献2の燃料電池システムでは、夫々の燃料電池モジュールのコントローラ(ローカルコントローラ)は、燃料電池本体の温度(燃料電池温度)を上位コントローラへ送る。上位コントローラは、複数の燃料電池温度の最大値あるいは平均値を、調整器制御の参照値として夫々のローカルコントローラへ送る。夫々のローカルコントローラは、上位コントローラから送られてくる参照値に基づいて調整器を制御し、燃料電池温度を適切な温度範囲に保持する。
In the fuel cell system of
特許文献1の燃料電池システムは1個のポンプが複数の燃料電池モジュールへ冷媒を分配するため、夫々の燃料電池モジュールへ送る冷媒の流量を個別に調整することができない。一方、特許文献2の燃料電池システムでは、夫々の燃料電池モジュールが調整器を備えているため、個別に冷媒の流量を調整することができる。他方、複数の燃料電池モジュールのそれぞれが個別に調整器を制御すると、複数の燃料電池モジュールにおける冷媒の流量差が大きくなり、流量の少ない燃料電池モジュールでは冷媒の逆流が生じかねない。特許文献2の燃料電池モジュールでは、複数の燃料電池モジュールの調整器が同一の参照値に基づいて制御されるため、調整器の作動量のばらつきは小さくなる。それゆえ、複数の燃料電池モジュールで冷媒流量の差が小さくなる。なお、特許文献2の燃料電池システムでは、夫々のローカルコントローラは、参照値と調整器への制御指令値の関係を規定するマップを有している。複数の燃料電池モジュールが異なるマップを有しており、同一の参照値に基づいても、調整器への制御指令値(調整器の作動量)は個々の燃料電池モジュールで相違し得る。
In the fuel cell system of Patent Document 1, one pump distributes refrigerant to a plurality of fuel cell modules, and therefore the flow rate of refrigerant sent to each fuel cell module cannot be adjusted individually. On the other hand, in the fuel cell system of
特許文献2の技術を採用する場合は複数の燃料電池モジュールのローカルコントローラの他に上位コントローラが必要となる。本明細書が開示する技術の一態様は、上位コントローラを要することなく、複数の燃料電池モジュールの調整器に対する指令値のばらつき(すなわち冷媒流量のばらつき)を小さくする技術を提供する。一方、複数の燃料電池モジュールの調整器が同一の指令値で制御されると、個々の燃料電池温度に応じた温度制御ができなくなる。本明細書が開示する技術の別の一態様は、複数の燃料電池モジュールの調整器への指令値のばらつき(すなわち流量のばらつき)が過大になることを抑えつつ、夫々の燃料電池本体の温度に応じた冷媒流量の調整を可能とする技術を提供する。
When employing the technology disclosed in
本明細書が開示する燃料電池システムの一態様は、冷媒冷却装置と、複数の燃料電池モジュールと、冷媒管を備える。夫々の燃料電池モジュールは、燃料電池本体とローカルコントローラを備える。冷媒冷却装置は、冷媒を冷却する。冷媒管は、冷媒冷却装置と複数の燃料電池本体を接続しており、冷媒を冷媒冷却装置から複数の燃料電池本体に分配する。夫々の燃料電池モジュールは、自身の燃料電池本体を通過する冷媒の流量を調整する調整器を備える。夫々のローカルコントローラは、自身の燃料電池モジュールの調整器に対する指令値(自指令値)を決定するとともに他のローカルコントローラが決定した指令値(他指令値)を参照して自指令値を補正し、補正された自指令値(補正指令値)に基づいて調整器を制御する。本明細書が開示する燃料電池システムは、夫々の燃料電池モジュールのローカルコントローラが、上位コントローラを要することなく、他のローカルコントローラが決定した指令値(他指令値)を参照して自身の燃料電池モジュールの調整器に対する指令値(補正指令値)を決定する。それゆえ、複数の燃料電池モジュールの調整器に対する指令値のばらつきが小さくなる。その結果、複数の燃料電池本体を流れる冷媒の流量のばらつきが小さくなり、逆流を生じない。 One embodiment of the fuel cell system disclosed in this specification includes a refrigerant cooling device, a plurality of fuel cell modules, and refrigerant pipes. Each fuel cell module includes a fuel cell main body and a local controller. The refrigerant cooling device cools the refrigerant. The refrigerant pipes connect the refrigerant cooling device and the plurality of fuel cell main bodies, and distribute the refrigerant from the refrigerant cooling device to the plurality of fuel cell main bodies. Each fuel cell module includes a regulator that adjusts the flow rate of refrigerant passing through its own fuel cell body. Each local controller determines the command value (own command value) for the regulator of its own fuel cell module, and also corrects the own command value by referring to the command value (other command value) determined by other local controllers. , the regulator is controlled based on the corrected own command value (corrected command value). In the fuel cell system disclosed in this specification, the local controller of each fuel cell module controls its own fuel cell by referring to command values (other command values) determined by other local controllers without requiring a higher-level controller. Determine the command value (corrected command value) for the regulator of the module. Therefore, variations in command values for the regulators of the plurality of fuel cell modules are reduced. As a result, variations in the flow rate of the refrigerant flowing through the plurality of fuel cell bodies are reduced, and backflow does not occur.
本明細書が開示する燃料電池システムの別の態様では、夫々のローカルコントローラは、自指令値と他指令値に基づいて許容指令範囲を決定し、自指令値が許容指令範囲内の場合は自指令値を補正指令値として決定する。夫々のローカルコントローラは、自指令値が許容指令範囲を外れていた場合には、許容指令範囲内の値であって自指令値に最も近い値を補正指令値として決定する。許容指令範囲は、複数の燃料電池モジュールのローカルコントローラが許容指令範囲内の異なる値で調整器を駆動しても逆流を生じないように選定される。夫々のローカルコントローラは、同一の許容指令範囲から調整器への最終指令値(補正指令値)を決定するので、指令値のばらつきは最大でも許容指令範囲の上限と下限の差になる。この燃料電池システムは、調整器に対する指令値のばらつきを抑えつつ、かつ、個々の燃料電池本体の温度に応じて冷媒流量を調整することができる。 In another aspect of the fuel cell system disclosed in this specification, each local controller determines an allowable command range based on its own command value and other command values, and when its own command value is within the allowable command range. The command value is determined as the corrected command value. If the own command value is outside the allowable command range, each local controller determines a value within the allowable command range and closest to the own command value as the corrected command value. The allowable command range is selected such that backflow does not occur even if the local controllers of multiple fuel cell modules drive the regulators with different values within the allowable command range. Since each local controller determines the final command value (corrected command value) to the regulator from the same allowable command range, the maximum variation in command values is the difference between the upper and lower limits of the allowable command range. This fuel cell system can adjust the flow rate of refrigerant according to the temperature of each fuel cell body while suppressing variations in command values for the regulator.
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be explained in the following "Detailed Description of the Invention".
図面を参照して実施例の燃料電池システム2を説明する。図1に、燃料電池システム2のブロック図を示す。燃料電池システム2は、電気自動車に搭載される。燃料電池システム2は、生成した電力を不図示の走行用モータに供給する。
A
燃料電池システム2は、複数の燃料電池モジュール10a~10c、ラジエータ20、冷媒管30を備える。燃料電池システム2は、2個の燃料電池モジュールのみを備えるシステムであってもよく、4個以上の燃料電池モジュールを備えるシステムであってもよい。
The
燃料電池モジュール10aは、燃料電池本体11a、冷媒供給ポンプ12a、流量調整バルブ13a、ローカルコントローラ14a、温度センサ16aを備える。燃料電池モジュール10b(10c)は、燃料電池モジュール10aと同様に、燃料電池本体11b(11c)、冷媒供給ポンプ12b(12c)、流量調整バルブ13b(13c)、ローカルコントローラ14b(14c)、温度センサ16b(16c)を備える。燃料電池システム2は、図1に示された部品のほか、水素タンク、気液分離器などのデバイスを備えるが、それらの図示は省略した。燃料電池モジュール10a~10cの夫々は、水素インジェクタなど、図1では図示されていないデバイスを有する。
The
燃料電池本体11a~11cが燃料電池スタックであり、水素と酸素から電気を生成する。燃料電池本体11a~11cが出力する電力は、電力線41を通じて不図示の電力変換器に送られる。電力変換器は、燃料電池本体11a~11cが出力する総電力を走行用のモータの駆動電力に変換し、モータに供給する。燃料電池システム2は、複数の燃料電池本体11a~11cを並列に接続し、大きな電力を得ることができる。
The
燃料電池本体11a~11cとラジエータ20は冷媒管30で連結されている。ラジエータ20は、冷媒の熱を放出し、冷媒の温度を下げる。すなわち、ラジエータ20は、冷媒を冷却する冷媒冷却装置に相当する。図1の太矢印線が冷媒の流れの方向を示している。冷媒管30は、ラジエータ20にて冷却された冷媒を、複数の燃料電池モジュール10a~10cの燃料電池本体11a~11cに分配する。冷媒管30は、燃料電池本体11a~11cの熱を吸収した冷媒をラジエータ20に戻す。燃料電池本体11a~11cの熱を吸収した冷媒はラジエータ20にて冷却され、冷媒管30によって再び燃料電池本体11a~11cへと送られる。1個のラジエータ20(冷媒冷却装置)が、冷媒を介して、複数の燃料電池モジュール10a~10cの燃料電池本体11a~11cを冷却する。
The
燃料電池モジュール10aのローカルコントローラ14aは、燃料電池本体11aを制御するとともに、温度センサ16aの計測データに基づいて、冷媒供給ポンプ12aと流量調整バルブ13aを制御する。温度センサ16aは、燃料電池本体11aよりも冷媒下流側にて冷媒管30に配置されている。温度センサ16aは、燃料電池本体11aを通過した冷媒の温度を計測する。温度センサ16aから得られる冷媒の温度は、燃料電池本体11aの温度の近似値に相当する。温度センサ16aの計測データはローカルコントローラ14aに送られる。
The
冷媒供給ポンプ12aと流量調整バルブ13aは、ともに、燃料電池本体11aを通過する冷媒の流量を調整する。燃料電池本体11aを通過する冷媒の流量を制御することによって、冷媒の温度、すなわち、燃料電池本体11aの温度を調整することができる。ローカルコントローラ14aは、燃料電池本体11aを通過する冷媒の温度に基づいて冷媒供給ポンプ12aと流量調整バルブ13aを制御し、燃料電池本体11aの温度を適切な温度範囲に保持する。
Both the
燃料電池モジュール10b(10c)は燃料電池モジュール10aと同じ構造を有している。ローカルコントローラ14b(14c)は温度センサ16b(16c)から燃料電池本体11b(11c)を通過する冷媒の温度を取得し、その温度に基づいて冷媒供給ポンプ12b(12c)と流量調整バルブ13b(13c)を制御し、燃料電池本体11b(11c)の温度を適切な温度範囲に保持する。
以下では、説明の便宜上、複数の燃料電池モジュール10a~10cは燃料電池モジュール10と総称し、複数の燃料電池本体11a~11cは燃料電池本体11と総称する。複数のローカルコントローラ14a~14c、複数の冷媒供給ポンプ12a~12c、複数の流量調整バルブ13a~13cも同様に、夫々、ローカルコントローラ14、冷媒供給ポンプ12、流量調整バルブ13と総称する場合がある。また、冷媒供給ポンプ12と流量調整バルブ13は、いずれも、燃料電池本体11を通過する冷媒の流量を調整する調整器であるため、以下では、冷媒供給ポンプ12と流量調整バルブ13を「調整器」と総称する場合がある。
Hereinafter, for convenience of explanation, the plurality of
複数のローカルコントローラ14は、ネットワーク40で通信可能に連結されており、互いにデータを交換することができる。
The plurality of local controllers 14 are communicably connected via a
複数の燃料電池モジュール10(複数の燃料電池本体11)は、冷媒管30を通じて1個のラジエータ20から冷媒が供給される。冷媒管30は、複数の燃料電池本体11へ分岐している。燃料電池モジュール10が互いに独立に調整器(冷媒供給ポンプ12または流量調整バルブ13)を駆動する場合、複数の調整器の動作(冷媒供給ポンプ12の出力または流量調整バルブの開度)が大きく相違する場合が生じ得る。調整器の動作が大きく相違すると、出力の小さい冷媒供給ポンプ12(あるいは開度の小さい流量調整バルブ13)を有する燃料電池モジュール10で冷媒が逆流するおそれがある。冷媒の逆流は、燃料電池モジュール10にダメージを与えるおそれがあるため、防止されることが望ましい。燃料電池システム2は、複数のローカルコントローラ14が連携し、調整器の動作のばらつき(流量のばらつき)を抑えることができる。
The plurality of fuel cell modules 10 (the plurality of fuel cell main bodies 11) are supplied with refrigerant from one
図2に、夫々のローカルコントローラ14が実行する調整器制御のフローチャートを示す。図2を参照しつつ、夫々のローカルコントローラ14が実行する処理を説明する。以下では、燃料電池モジュール10aのローカルコントローラ14aに着目して調整器制御を説明する。
FIG. 2 shows a flowchart of regulator control executed by each local controller 14. The processing executed by each local controller 14 will be described with reference to FIG. 2. In the following, regulator control will be explained focusing on the
ローカルコントローラ14aは、温度センサ16aの計測値を受け取り、燃料電池本体11aを通過する冷媒の温度を取得する(ステップS11)。ローカルコントローラ14aは、取得した冷媒の温度に基づいて、自身の燃料電池モジュール10aの調整器(冷媒供給ポンプ12aあるいは流量調整バルブ13a)に対する指令値を決定する(ステップS12)。温度と指令値の間の関係は、予めローカルコントローラ14に記憶されている。温度と指令値の関係は、マップあるいは関係式で与えられる。一般に、温度が高いほど、指令値も大きくなるように設定されている。
The
調整器が冷媒供給ポンプ12aの場合、指令値は、冷媒供給ポンプ12aの目標回転数で表される。冷媒の温度が高いほど、指令値、すなわち、冷媒供給ポンプ12aの目標回転数は高くなる。冷媒供給ポンプ12aの回転数が高くなるほど、燃料電池本体11aを通過する冷媒の温度が下がる。調整器が流量調整バルブ13aの場合、指令値は、流量調整バルブ13aの開度で表される。冷媒の温度が高いほど、指令値、すなわち、流量調整バルブ13aの開度も大きくなる。流量調整バルブ13aの開度が大きいほど、燃料電池本体11aを通過する冷媒の温度が下がる。指令値は、冷媒供給ポンプ12aの目標回転数と流量調整バルブ13aの開度の組み合わせであってもよい。
When the regulator is the
他のローカルコントローラ14b、14cも、夫々、自身の制御下の調整器に対する指令値を決定する。
The other
説明の便宜上、今、着目しているローカルコントローラ14aが決定する指令値を自指令値と称し、他のローカルコントローラ14b、14cが決定する指令値を他指令値と称する。
For convenience of explanation, the command value determined by the
ローカルコントローラ14aは、ネットワーク40を介して自指令値を他のローカルコントローラ14b、14cへ送信する(ステップS13)。他のローカルコントローラ14b、14cも、夫々、自身の調整器に対する指令値(ローカルコントローラ14aにとっての他指令値)をローカルコントローラ14aへ送信する。ローカルコントローラ14aは、他のローカルコントローラ14b、14cから他指令値を受信する(ステップS14)。
The
ローカルコントローラ14aは、全てのローカルコントローラ14が決定した指令値(すなわち、自指令値と全ての他指令値)を取得する。ローカルコントローラ14aは、自指令値と他指令値に基づいて自指令値を補正する(ステップS15)。補正後の自指令値を補正指令値と称する。
The
自指令値の補正の例を説明する。ローカルコントローラ14aは、自指令値と全ての他指令値の平均値を補正指令値として決定する。あるいは、ローカルコントローラ14aは、自指令値と全ての他指令値の中の最大値を補正指令値として決定する。最後に、ローカルコントローラ14aは、補正指令値に基づいて調整器を制御する(ステップS16)。
An example of correction of the own command value will be explained. The
ローカルコントローラ14aは、一定の周期で図2の処理を繰り返す。ローカルコントローラ14b、14cも同様の処理を実行する。
The
全てのローカルコントローラ14が同じ補正演算を行うと、全てのローカルコントローラ14が同じ補正指令値を得る。すなわち、全ての燃料電池モジュール10において、調整器への最終的な指令値(補正指令値)が同じになる。複数の燃料電池モジュール10における調整器の動作のばらつきが小さくなる。実施例の燃料電池システム2では、全ての燃料電池モジュール10で調整器の動作が同じになるので、全ての燃料電池本体11に均等に冷媒が流れる。いずれかの燃料電池本体11で冷媒が逆流することがない。
When all the local controllers 14 perform the same correction calculation, all the local controllers 14 obtain the same correction command value. That is, in all fuel cell modules 10, the final command value (correction command value) to the regulator becomes the same. Variations in the operation of regulators among the plurality of fuel cell modules 10 are reduced. In the
燃料電池システム2では、夫々のローカルコントローラ14が他のローカルコントローラ14へ自指令値を送る。複数のローカルコントローラ14を管理し、夫々のローカルコントローラ14から自指令値を受けて補正指令値を生成する上位コントローラが必要ない。
In the
実施例の燃料電池システム2では、全てのローカルコントローラ14が同じ補正指令値を得る。すなわち、全ての燃料電池モジュール10の調整器(冷媒供給ポンプ12または流量調整バルブ13)が同じ動作を行う。従って夫々の燃料電池本体11の温度に応じた調整器の精緻な制御が難しい。次に説明する変形例では、複数の燃料電池モジュール10の燃料電池本体11に流れる流量のばらつきが過大となることを抑えつつ、夫々の燃料電池本体11の温度に応じた調整器の制御を実現することができる。図3を参照して調整器制御の第1変形例を示す。
In the
図3のフローチャートのステップS21からS24は、図2のフローチャートのステップS11からS14と同じであるので説明は割愛する。 Steps S21 to S24 in the flowchart in FIG. 3 are the same as steps S11 to S14 in the flowchart in FIG. 2, so a description thereof will be omitted.
他のローカルコントローラ14b、14cから他指令値を受信したローカルコントローラ14aは、自指令値と他指令値に基づいて許容指令範囲を決定する(ステップS25)。許容指令範囲は、自指令値と他指令値の平均値を含む所定の範囲である。許容指令範囲は、その範囲内で複数のローカルコントローラ14が選択した異なる指令値で調整器を制御しても逆流が生じないように選定されている。許容指令範囲は、自指令値と他指令値の平均値の関数として夫々のローカルコントローラ14に記憶されている。
The
ローカルコントローラ14aは、決定した許容指令範囲を自指令値と比較する(ステップS26)。自指令値が許容範囲内の場合(ステップS26:YES)、ローカルコントローラ14aは、自指令値を補正指令値として決定する(ステップS27)。一方、自指令値が許容範囲を外れていた場合(ステップS26:NO)、ローカルコントローラ14aは、許容指令範囲の数値であって自指令値に最も近い値を補正指令値として決定する(ステップS28)。より具体的には、自指令値が許容指令範囲の下限値よりも小さい場合、ローカルコントローラ14aは、下限値を補正指令値として決定する。自指令値が許容指令範囲の上限値よりも大きい場合、ローカルコントローラ14aは、上限値を補正指令値として決定する。
The
最後にローカルコントローラ14aは、決定した補正指令値で調整器を制御する(ステップS19)。ローカルコントローラ14b、14cも、同様の処理を実行する。
Finally, the
第1変形例の制御によれば、複数のローカルコントローラ14の指令値は、許容指令範囲内に収まることになる。それゆえ、冷媒の流量の差が所定の範囲に抑えられ、冷媒の逆流が生じない。また、自指令値が高い場合は、補正指令値は許容指令範囲の上限値になり、自指令値が低い場合は、補正指令値は許容指令範囲の下限値になる。自指令値が許容範囲内の場合は自指令値が補正指令値となる。補正指令値は、自指令値の大きさに応じて許容指令範囲の中で変動し得る。第1変形例の調整器制御によれば、複数の燃料電池モジュール10の調整器の動作のばらつきが過大となることを抑えつつ、夫々の燃料電池本体11の温度に応じた調整器の制御を実現することができる。 According to the control of the first modification, the command values of the plurality of local controllers 14 fall within the allowable command range. Therefore, the difference in the flow rate of the refrigerant is suppressed within a predetermined range, and no backflow of the refrigerant occurs. Further, when the own command value is high, the corrected command value becomes the upper limit of the allowable command range, and when the own command value is low, the corrected command value becomes the lower limit of the allowable command range. If the self-command value is within the allowable range, the self-command value becomes the correction command value. The corrected command value can vary within the allowable command range depending on the magnitude of the own command value. According to the regulator control of the first modification, it is possible to control the regulators according to the temperature of each fuel cell main body 11 while suppressing excessive variations in the operation of the regulators of the plurality of fuel cell modules 10. It can be realized.
図4に調整器制御の第2変形例を示す。この変形例では、温度センサ16によって計測された温度(燃料電池本体11を通過した冷媒の温度)が自指令値として採用される。 FIG. 4 shows a second modification of regulator control. In this modification, the temperature measured by the temperature sensor 16 (the temperature of the refrigerant that has passed through the fuel cell main body 11) is adopted as the self-command value.
ローカルコントローラ14aは、温度センサ16aから温度を取得する(ステップS31)。ローカルコントローラ14aは、取得した温度を自指令値として他のローカルコントローラ14b、14cへ送信する(ステップS32)。他のローカルコントローラ14b(14c)も、自身の燃料電池モジュール10b(10c)が備える温度センサ16b(16c)の計測データを自指令値(ローカルコントローラ14aにとっては他指令値)として他のローカルコントローラへ送信する。すなわち、ローカルコントローラ14aは、他のローカルコントローラ14b、14cから温度(他指令値)を受信する(ステップS33)。
The
ローカルコントローラ14aは、自指令値と他指令値に基づいて許容指令範囲を決定する(ステップS34)。許容指令範囲は、図2の場合と同様に、自指令値と他指令値の平均値を含む所定の範囲であり、平均値の関数として予め各ローカルコントローラ14に記憶されている。
The
ローカルコントローラ14aは、決定した許容指令範囲を自指令値と比較する(ステップS35)。自指令値が許容範囲内の場合(ステップS35:YES)、ローカルコントローラ14aは、自指令値を補正指令値として決定する(ステップS36)。一方、自指令値が許容範囲を外れていた場合(ステップS35:NO)、ローカルコントローラ14aは、許容指令範囲の数値であって自指令値に最も近い値を補正指令値として決定する(ステップS37)。より具体的には、自指令値が許容指令範囲の下限値よりも小さい場合、ローカルコントローラ14aは、下限値を補正指令値として決定する。自指令値が許容指令範囲の上限値よりも大きい場合、ローカルコントローラ14aは、上限値を補正指令値として決定する。
The
補正指令値も温度で表されている。ローカルコントローラ14aには、温度と調整器指令値(最終指令値)の関係が予め記憶されている。ローカルコントローラ14aは、記憶している関係を用いて補正指令値を最終指令値に変換する(ステップS38)。調整器が冷媒供給ポンプ12aの場合、最終指令値は目標回転数で表される。調整器が流量調整バルブ13aの場合、最終指令値はバルブの目標開度で表される。最後にローカルコントローラ14aは、得られた最終指令値で調整器を制御する(ステップS39)。ローカルコントローラ14aは、所定の周期で図4の処理を繰り返す。ローカルコントローラ14b、14cも、同様の処理を実行する。
The correction command value is also expressed in temperature. The relationship between temperature and regulator command value (final command value) is stored in advance in the
第2変形例の制御によっても、第1変形例の場合と同様に、複数の燃料電池モジュール10の調整器の動作のばらつき(即ち流量のばらつき)が過大になることを抑えつつ、夫々の燃料電池本体11の温度に応じた調整器の制御を実現することができる。 Similarly to the case of the first modification, the control of the second modification also suppresses the variation in the operation of the regulators of the plurality of fuel cell modules 10 (that is, the variation in flow rate) from becoming excessive. Control of the regulator according to the temperature of the battery body 11 can be realized.
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。燃料電池システムが有する燃料電池モジュールの数は2個以上であればよい。冷媒冷却装置はラジエータ20に限られず、冷媒を冷却できるデバイスであればよい。燃料電池システムは、複数の冷媒冷却装置を備えていてもよい。本明細書が開示する技術は、複数の燃料電池モジュールに冷媒を分配するシステムに適用することができる。
Points to note regarding the techniques described in the examples will be described. The number of fuel cell modules that the fuel cell system has may be two or more. The refrigerant cooling device is not limited to the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely illustrative and do not limit the scope of the claims. The techniques described in the claims include various modifications and changes to the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical utility alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims as filed. Furthermore, the techniques illustrated in this specification or the drawings can achieve multiple objectives simultaneously, and achieving one of the objectives has technical utility in itself.
2:燃料電池システム
10、10a~10c:燃料電池モジュール
11、11a~11c:燃料電池本体
12、12a~12c:冷媒供給ポンプ
13、13a~13c:流量調整バルブ
14、14a~14c:ローカルコントローラ
16、16a~16c:温度センサ
20:ラジエータ
30:冷媒管
40:ネットワーク
41:電力線
2:
Claims (5)
燃料電池本体とローカルコントローラを備えている複数の燃料電池モジュールと、
前記冷媒冷却装置と複数の前記燃料電池本体を接続しており、前記冷媒を前記冷媒冷却装置から複数の前記燃料電池本体に分配する冷媒管と、
を備えており、
夫々の前記燃料電池モジュールは、自身の前記燃料電池本体を通過する前記冷媒の流量を調整する調整器を備えており、
夫々の前記ローカルコントローラは、自身の前記燃料電池モジュールの前記調整器に対する指令値(自指令値)を決定するとともに他の前記ローカルコントローラが決定した前記指令値(他指令値)を参照して前記自指令値を補正し、補正された前記自指令値(補正指令値)に基づいて前記調整器を制御する、燃料電池システム。 a refrigerant cooling device that cools the refrigerant;
multiple fuel cell modules each including a fuel cell main body and a local controller;
a refrigerant pipe connecting the refrigerant cooling device and the plurality of fuel cell main bodies, and distributing the refrigerant from the refrigerant cooling device to the plurality of fuel cell main bodies;
It is equipped with
Each of the fuel cell modules is equipped with a regulator that adjusts the flow rate of the refrigerant passing through its own fuel cell main body,
Each of the local controllers determines a command value (own command value) for the regulator of its own fuel cell module, and also refers to the command value (other command value) determined by the other local controller. A fuel cell system that corrects a self-command value and controls the regulator based on the corrected self-command value (corrected command value).
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