JP7438344B2 - 燃料電池システムを作動させる方法 - Google Patents
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Description
2 燃料電池スタック
3 ガス給送部
4 ガス質量流
5 第1圧縮機段
6 電気モータ
7 圧縮機
8 圧縮機
9 エアフィルタ
10 第2圧縮機段
11 圧縮機
12 タービン
13 シャフト
14 排気ガス質量流
15 タービンバイパス
16 タービンバイパスバルブ
17 スタックバイパス
18 スタックバイパスバルブ
19 スタック後バルブ
20 ガス調質ユニット
21 矩形、周囲
22 圧縮機バイパス
23 圧縮機バイパスバルブ
25 x軸
26 y軸
27 分離線
28 分離線
29 分離線
31 矩形
32 矩形
33 矩形
34 矢印
35 矢印
36 矢印
37 矢印
38 矢印
39 矢印
41 矢印
42 矢印
43 矢印
44 矢印
48 x軸
49 y軸
50 矢印
51 矢印
54 x軸
55 y軸
56 矢印
60 実圧力
61 目標圧力
62、63 目標回転数
64 質量流
65 目標質量流
66 実質量流
67、68 スタック後バルブのバルブ位置
71 矩形、PID制御器
72 矩形
73 矩形
74 矩形
75 矩形
76 矩形、PID制御器
77 矩形
78 矩形
80 実質量流
81 目標質量流
82 目標回転数
83 目標回転数
84 スタック温度
85 第1圧縮機段の圧力、圧力比
86 第2圧縮機段の最大圧力、最大圧力比
87 目標圧力、目標圧力比
88 実圧力、実圧力比
89、90 タービンバイパスバルブのバルブ位置
91 矩形、PID制御器
92 矩形
93 矩形
94 矩形
95 矩形
96 矩形
97 矩形、PID制御器
98 矩形
99 矩形
A、B、C 動作領域
KL1~KL7 特性曲線
Claims (9)
- 酸化剤を含むガス質量流がガス給送部(3)を介して供給される燃料電池スタック(2)を備え、前記ガス給送部(3)が、電気モータにより駆動される少なくとも1つの圧縮機(7、8)を有する第1圧縮機段(5)と、カソード質量流およびカソード圧を有するカソード流路を備える前記燃料電池スタック(2)の排気ガス質量流で駆動可能なタービン(12)により駆動される圧縮機(11)を有する第2圧縮機段(10)と、を備え、前記第1圧縮機段(5)の前記圧縮機(7、8)を可変回転数で駆動することができ、前記第2圧縮機段(10)の前記タービン(12)に、タービンバイパスバルブ(16)を有するタービンバイパス(15)が割り当てられ、前記燃料電池スタック(2)に、スタックバイパスバルブ(18)を有するスタックバイパス(17)が割り当てられ、前記燃料電池スタック(2)の下流にスタック後バルブ(19)が接続されている、燃料電池システム(1)を作動させる方法において、
x軸(25)が前記カソード質量流、y軸(26)が前記カソード圧を表すデカルト座標図の起点から延びる3つの異なる分離線のうち、前記カソード質量流に対する前記カソード圧の比率が最も高い分離線である第1分離線(27)と前記y軸により特定される領域を動作領域Cと、前記比率が2番目に高い分離線である第2分離線(28)と前記第1分離線により特定される領域を動作領域Aと、前記比率が最も低い分離線である第3分離線(29)と前記第2分離線により特定される領域を動作領域Bと定義した場合に、
前記動作領域Aにおいて、前記カソード質量流に対する前記カソード圧の圧力比が高い場合に前記タービンバイパスバルブ(16)が閉じたままであり、前記カソード質量流を調整するために、前記動作領域Aにおいて前記スタック後バルブ(19)が使用されることを特徴とする、方法。 - 前記圧力比を調整するために、前記動作領域Aにおいて前記第1圧縮機段(5)の前記圧縮機(7、8)の回転数が使用されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記動作領域Bにおいて、前記圧力比が小さい場合に前記スタック後バルブ(19)が完全に開かれたままであり、前記カソード質量流を調整するために、前記動作領域Bにおいて前記第1圧縮機段(5)の前記圧縮機(7、8)の回転数が使用され、前記圧力比が前記タービンバイパス(15)により制御されることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 前記動作領域Cにおいて前記カソード質量流が前記スタックバイパスバルブ(18)を用いて付加的に低減され、前記圧力比が、前記動作領域Aでのように、前記回転数により制御されることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 前記スタック後バルブ(19)が完全に開かれている/開かれる場合、または制御器要求が変更された場合に、前記動作領域Aから前記動作領域Bへの切替えが行われることを特徴とする、請求項3または4に記載の方法。
- 前記タービンバイパスバルブ(16)が完全に閉じられている/閉じられる場合、または制御器要求が変更された場合に、前記動作領域Bから前記動作領域Aへの切替えが行われることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 目標質量流が最低質量流未満に低下した場合に、前記動作領域Aから前記動作領域Cへの切替えが行われ、前記目標質量流が前記最低質量流を上回る場合に、前記動作領域Cから前記動作領域Aへの切替えが行われることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- PID制御器(71、76、91、97)が使用されることを特徴とする、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。
- コンピュータプログラムを有するコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータプログラムがプログラミング可能なコンピュータ装置で実行される場合に、請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法を実行するためのソフトウェア手段を有する、コンピュータプログラム製品。
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JP2009123550A (ja) | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
JP2009301845A (ja) | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム、燃料電池車両 |
DE102011087912A1 (de) | 2011-12-07 | 2013-06-13 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffzellensystem mit verbesserter Kathodengaszufuhr und Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems |
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