KR100385193B1 - 연료전지 시스템 및 이것을 탑재한 전기자동차 그리고연료전지 시스템의 기동제어방법 - Google Patents

연료전지 시스템 및 이것을 탑재한 전기자동차 그리고연료전지 시스템의 기동제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100385193B1
KR100385193B1 KR10-2000-7012717A KR20007012717A KR100385193B1 KR 100385193 B1 KR100385193 B1 KR 100385193B1 KR 20007012717 A KR20007012717 A KR 20007012717A KR 100385193 B1 KR100385193 B1 KR 100385193B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel cell
motor
fuel
electric motor
electric
Prior art date
Application number
KR10-2000-7012717A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010043579A (ko
Inventor
이시까와세이지
Original Assignee
도요다 지도샤 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 filed Critical 도요다 지도샤 가부시끼가이샤
Publication of KR20010043579A publication Critical patent/KR20010043579A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100385193B1 publication Critical patent/KR100385193B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04574—Current
    • H01M8/04589—Current of fuel cell stacks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • B60L58/33—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load by cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H01M16/003—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers
    • H01M16/006—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers of fuel cells with rechargeable batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04225—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during start-up
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04365—Temperature; Ambient temperature of other components of a fuel cell or fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04895—Current
    • H01M8/0491—Current of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04925—Power, energy, capacity or load
    • H01M8/04947—Power, energy, capacity or load of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2457—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with both reactants being gaseous or vaporised
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

연료전지 (40) 의 내부온도가 정상온도에 도달해 있지 않은 경우 (단계 S26), 제어장치 (100) 는 이차전지 (60) 를 인버터 (70) 에서 절단한 후에 (단계 S28), 인버터 (70) 에 의해 모터 (80) 의 구동축 (82) 에 토크를 발생시키지 않도록 하면서 모터 (80) 에 있어서 연료전지 (40) 에서 공급된 전력을 소비시키도록 모터 (80) 의 구동을 제어한다 (단계 S30). 이와 같은 제어를 실시함으로써, 연료전지의 기동시에 연료전지의 내부온도를 가능한 한 단시간에 정상온도로 상승시킬 수 있다.

Description

연료전지 시스템 및 이것을 탑재한 전기자동차 그리고 연료전지 시스템의 기동제어방법{FUEL CELL SYSTEM AND ELECTRIC CAR MOUNTING IT AND STARTING CONTROL METHOD FOR FUEL CELL SYSTEM}
기술분야
본 발명은 연료전지의 기동시에 그 연료전지의 내부온도를 정상온도 (즉, 미리 설정된 필요한 출력을 발생시킬 수 있는 온도) 까지 상승시키는 데 필요한 시간을 가능한 한 짧게 하기 위한 기술에 관한 것이다.
배경기술
연료가스의 공급을 받아 전력을 발생하는 연료전지는, 에너지효율이 높기 때문에 전기자동차 등의 동력원으로서 유망하다. 예컨대, 연료전지를 전기자동차의 동력원으로 사용하는 경우에는, 연료전지에서 발생된 전력에 의해 전동기를 구동하고, 그 발생토크를 차축으로 전달하여 전기자동차의 추진력을 얻도록 한다. 그러나, 이와 같이 연료전지를 전기자동차 등의 동력원으로 사용한 경우, 다음과 같은 문제가 있었다.
즉, 연료전지는 그 내부온도가 낮으면, 전기자동차의 요구출력을 만족시키기에 충분한 출력을 얻을 수 없기 때문에, 연료전지를 전기자동차의 동력원으로 사용하는 경우에는, 연료전지의 내부온도를 정상온도까지 상승시켜 둘 필요가 있다. 그러나, 전기자동차의 시동시, 즉 연료전지의 기동시에는 그 내부온도가 낮기 때문에, 전기화학반응에서 발생하는 줄열(Joule heat)에 의해 정상온도로 상승할 때까지 장시간 기다릴 필요가 있었다.
따라서, 이 문제를 해결하기 위하여 종래에는, 예컨대 일본 공개특허공보 소58-23167 호에 기재되어 있는 바와 같이 연료전지의 기동시에 연료전지에 병렬로 접속된 이차전지에 의해 전동기를 구동함과 동시에 그 전동기를 공기냉각하고, 그 냉각에 의해 발생한 온난한 공기를 연료전지로 공급함으로써, 연료전지의 내부온도를 보다 단시간에 정상온도로 상승시키도록 하였다.
그러나, 상기한 기제안예에 있어서는, 전동기에 있어서의 로터나 스테이터 자체의 열용량이 크기 때문에, 전동기의 온도도 전동기의 기동후에 바로 고온으로 되는 것이 아니며, 따라서 전동기를 냉각하여 연료전지로 공급되는 공기도 전동기의 기동시에는 그다지 높은 온도는 얻을 수 없다. 따라서, 연료전지의 기동시에 이 방법으로 연료전지의 내부온도를 정상온도까지 상승시키기 위해서도 어느 정도의 시간을 요한다는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하여 연료전지의 기동시에 연료전지의 내부온도를 가능한 한 단시간에 정상온도로 상승시킬 수 있는 연료전지 시스템 및 그 기동제어방법을 제공하는 데 있다.
발명의 개시
상기한 목적의 적어도 일부를 달성하기 위하여 본 발명의 제 1 연료전지 시스템은, 연료가스의 공급을 받아 전력을 발생시키는 연료전지를 구비한 연료전지 시스템으로서,
상기 연료전지에서 출력되는 전력에 의해 구동되는 전동기와,
이 전동기의 구동을 제어하는 전동기 제어수단을 더욱 구비하고,
상기 전동기 제어수단은, 상기 연료전지의 기동시에 상기 전동기의 구동축에 토크를 발생시키는 일 없이, 상기 연료전지에서 출력되는 전력을 상기 전동기가 소비하도록 상기 전동기의 구동을 제어하는 것을 요지로 한다.
또한, 본 발명의 제 1 기동제어방법은, 연료가스의 공급을 받아 전력을 발생시키는 연료전지와, 이 연료전지에서 출력되는 전력에 의해 구동되는 전동기를 구비한 연료전지 시스템의 기동을 제어하기 위한 기동제어방법으로서,
(a) 상기 연료전지의 기동을 제어하는 공정과,
(b) 상기 연료전지의 기동시에 상기 전동기의 구동축에 토크를 발생시키는 일 없이, 상기 연료전지에서 출력되는 전력을 상기 전동기가 소비하도록 상기 전동기의 구동을 제어하는 공정을 구비한 것을 요지로 한다.
이와 같이 본 발명의 제 1 연료전지 시스템 및 제 1 기동제어방법은, 연료전지의 기동시에 전동기의 구동축에 토크를 발생시키는 일 없이, 연료전지에서 출력되는 전력을 상기 전동기가 소비하도록 전동기의 구동을 제어한다.
따라서, 본 발명의 제 1 연료전지 시스템 및 제 1 기동제어방법에 의하면, 연료전지의 기동시에는 전동기에 의해 연료전지로부터의 전력을 소비시킴으로써, 연료전지로부터는 전력이 강제적으로 인출되기 때문에, 연료전지내에서 발생하는 전기화학반응의 반응량이 증가하여 발생하는 줄열도 많아지므로 연료전지의 내부온도를 단시간에 정상온도까지 상승시킬 수 있다. 또한, 전동기가 전력을 소비하는 동안, 전동기의 구동축에는 토크를 발생시키지 않기 때문에, 연료전지의 출력이 불충분한 상태에서는 전동기를 실질적으로 동작시키는 일은 없다. 따라서, 예컨대 본 연료전지 시스템이 전기자동차 등에 탑재되어 있었다고 하더라도, 연료전지의 출력으로서 전기자동차의 요구출력을 만족시키기에 충분한 출력을 얻을 수 없는 동안에는 전기자동차를 구동시키는 일은 없다.
또한, 본 발명의 제 1 연료전지 시스템에 있어서,
상기 연료전지의 내부온도를 검출하는 온도검출수단을 더욱 구비하고,
상기 전동기 제어수단은, 검출된 상기 내부온도에 따라 상기 전동기에 있어서 소비시키는 전력을 변화시키도록 상기 전동기의 구동을 제어하는 것이 바람직하다.
이와 같이 연료전지의 내부온도에 따라 연료전지에서 인출되는 전력을 변화시킴으로써, 연료전지에 있어서의 발생가능한 전력을 상회하는 일 없이 효율적으로 보다 단시간에 연료전지의 내부온도를 정상온도까지 상승시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제 1 연료전지 시스템에 있어서,
상기 전동기로 전력을 공급하여 상기 전동기를 구동시킬 수 있는 이차전지와, 상기 이차전지로부터의 상기 전동기로의 전력의 공급을 제어하는 이차전지 전력공급 제어수단을 더욱 구비하고,
상기 이차전지 전력공급 제어수단은, 상기 연료전지의 기동시에 상기 이차전지로부터의 상기 전동기로의 전력의 공급을 차단하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 이차전지가 존재하는 경우에는, 이차전지로부터의 전동기로의전력의 공급을 차단함으로써 전동기에 있어서의 연료전지로부터의 전력소비의 비율이 증가하기 때문에, 연료전지에서 인출되는 전력을 증가시킬 수 있으므로 보다 단시간에 연료전지의 내부온도를 정상온도까지 상승시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제 1 연료전지 시스템에 있어서, 상기 전동기 제어수단은, 상기 연료전지의 기동시에 상기 전동기를 d-q 축 모델로 나타낸 경우에 있어서의 q 축 권선으로 흐르는 전류의 값이 거의 0 으로 되고, 상기 d 축 권선으로 흐르는 전류의 값이 0 이상의 소정 값으로 되도록 상기 전동기의 구동을 제어하는 것이 바람직하다.
이와 같이 제어함으로써, 전동기에 있어서, 구동축에 토크를 발생시키는 일 없이 d 축 권선에서의 동손 등으로 인해 전력을 소비시킬 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 전동기의 구동을 제어하는 경우에 있어서,
상기 연료전지의 내부온도를 검출하는 온도검출수단을 더욱 구비하고,
상기 전동기 제어수단은, 검출된 상기 내부온도에 따라 상기 d 축 권선으로 흐르는 전류의 값을 변화시키도록 상기 전동기의 구동을 제어하도록 하여도 된다.
이와 같이 연료전지의 내부온도에 따라 d 축 권선으로 흐르는 전류의 값을 변화시켜 전동기에 있어서의 소비전력을 변경함으로써, 효율적으로 보다 단시간에 연료전지의 내부온도를 정상온도까지 상승시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제 1 연료전지 시스템에 있어서,
원연료의 공급을 받아 상기 연료가스를 생성하고, 생성된 비교적 고온의 연료가스를 상기 연료전지로 공급하는 연료가스 생성수단과,
상기 연료가스 생성수단에서 상기 연료전지로 공급되는 상기 비교적 고온의 연료가스의 유량을 제어하는 유량제어수단을 더욱 구비하고,
상기 유량제어수단은 상기 연료전지의 기동시에 상기 비교적 고온의 연료가스의 유량을 소정 표준유량보다 많은 양으로 증가시키도록 하여도 된다.
일반적으로, 연료가스 생성수단에서 공급되는 연료가스는 비교적 높은 온도이기 때문에, 이와 같이 연료전지의 기동시에 연료가스 생성수단에서 연료전지로 공급되는 연료가스의 유량을 증가시킴으로써 연료전지의 내부온도를 더욱 단시간에 정상온도까지 상승시킬 수 있게 된다.
본 발명의 제 2 연료전지 시스템은, 연료가스의 공급을 받아 전력을 발생시키는 연료전지를 구비한 연료전지 시스템으로서,
원연료의 공급을 받아 상기 연료가스를 생성하고, 생성된 비교적 고온의 연료가스를 상기 연료전지로 공급하는 연료가스 생성수단과,
이 연료가스 생성수단에서 상기 연료전지로 공급되는 상기 비교적 고온의 연료가스의 유량을 제어하는 유량제어수단을 더욱 구비하고,
상기 유량제어수단은 상기 연료전지의 기동시에 상기 비교적 고온의 연료가스의 유량을 소정 표준유량보다 많은 양으로 증가시키는 것을 요지로 한다.
또한 본 발명의 제 2 기동제어방법은, 연료가스의 공급을 받아 전력을 발생시키는 연료전지와, 원연료의 공급을 받아 연료가스를 생성하며 생성된 비교적 고온의 연료가스를 연료전지에 공급하는 연료가스 생성수단과, 상기 연료가스 생성수단에서 상기 연료전지로 공급되는 상기 비교적 고온의 연료가스의 유량을 제어하는 유량제어수단을 구비한 연료전지 시스템의 기동을 제어하기 위한 기동제어방법으로서,
(a) 상기 연료가스 생성수단 및 연료전지의 기동을 제어하는 공정과,
(b) 상기 연료전지의 기동시에 상기 비교적 고온의 연료가스의 유량을 소정 표준유량보다 많은 양으로 증가시키는 공정을 구비한 것을 요지로 한다.
이와 같이 본 발명의 제 2 연료전지 시스템 및 제 2 기동제어방법에 있어서는, 연료전지의 기동시에 연료가스 생성수단에서 연료전지로 공급되는 비교적 고온의 연료가스의 유량을 소정 표준유량보다 많은 양으로 증가시키도록 한다.
따라서, 본 발명의 제 2 연료전지 시스템 및 제 2 기동제어방법에 의하면, 연료가스 생성수단에서 보내지는 연료가스는 비교적 높은 온도이기 때문에, 연료전지의 기동시에 연료가스 생성수단에서 연료전지로 공급되는 연료가스의 유량을 증가시킴으로써 연료전지의 내부온도를 단시간에 정상온도까지 상승시킬 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 연료가스의 유량을 제어하는 경우에 있어서,
상기 연료전지의 내부온도를 검출하는 온도검출수단을 더욱 구비하고,
상기 유량제어수단은 검출된 상기 내부온도가 소정 온도에 도달하면, 상기 연료가스의 유량을 상기 표준유량으로 되돌리는 것이 바람직하다.
이와 같이, 연료전지의 내부온도가 예컨대 정상온도에 도달하면, 연료가스의 유량을 표준유량으로 되돌림으로써, 필요없는 연료가스를 연료전지로 공급하는 일이 없다.
또한, 본 발명의 제 2 연료전지 시스템에 있어서, 상기 연료전지에서 배출되는 상기 연료가스에 대한 배기가스를 상기 연료가스 생성수단으로 공급하는 배기가스 유로를 더욱 설치하고,
상기 연료가스 생성수단은 공급된 상기 배기가스를 연소시킴으로써, 상기 연료가스를 생성할 때에 필요한 열에너지의 일부를 얻는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 연료전지의 기동시에 연료전지로 공급되는 연료가스의 유량을 증가시킴으로써, 연료전지에 있어서 전력의 발생에 기여하지 않은 연료가스의 양이 가령 증가하였다 하더라도, 상기한 바와 같은 구성을 채택함으로써, 기여하지 않은 연료가스는 배기가스로서 연료가스 생성수단에서 유효하게 이용되게 되므로 연료가스가 낭비되지 않는다.
본 발명의 제 1 전기자동차는, 연료전지 시스템을 탑재한 전기자동차로서,
상기 연료전지 시스템은,
연료가스의 공급을 받아 전력을 발생시키는 연료전지와,
이 연료전지에서 출력되는 전력에 의해 구동되는 전동기와,
이 전동기의 구동을 제어하는 전동기 제어수단을 구비하고,
상기 전동기의 구동축에 발생하는 토크를 차축으로 전달함으로써 상기 전기자동차의 추진력을 얻음과 동시에,
상기 전동기 제어수단은, 상기 연료전지의 기동시에 상기 전동기의 구동축에 토크를 일으키는 일 없이, 상기 전동기에 있어서 상기 연료전지에서 출력되는 전력을 소비시키도록 상기 전동기의 구동을 제어하는 것을 요지로 한다.
또한, 본 발명의 제 2 전기자동차는, 연료전지 시스템을 탑재한 전기자동차로서,
상기 연료전지 시스템은,
연료가스의 공급을 받아 전력을 발생시키는 연료전지와,
원연료의 공급을 받아 상기 연료가스를 생성하고, 생성된 비교적 고온의 연료가스를 상기 연료전지로 공급하는 연료가스 생성수단과,
이 연료가스 생성수단에서 상기 연료전지로 공급되는 상기 비교적 고온의 연료가스의 유량을 제어하는 유량제어수단을 구비하고,
상기 전동기의 구동축에 발생하는 토크를 차축으로 전달함으로써 상기 전기자동차의 추진력을 얻음과 동시에,
상기 유량제어수단은 상기 연료전지의 기동시에 상기 비교적 고온의 연료가스의 유량을 소정 표준유량보다 많은 양으로 증가시키는 것을 요지로 한다.
이와 같이 본 발명의 제 1 및 제 2 전기자동차에 의하면, 상기한 연료전지 시스템을 탑재함으로써, 전기자동차의 시동시에 연료전지의 내부온도를 단시간에 정상온도까지 상승시킬 수 있기 때문에, 보다 빨리 정상상태에서의 연료전지에 의한 전기자동차의 구동을 개시할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 일실시예로서의 연료전지 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2 는 도 1 에 있어서의 연료전지 시스템 (10) 의 기동시의 처리동작을 나타내는 플로차트이다.
도 3 은 도 1 의 모터를 d-q 축 모델로 나타낸 설명도이다.
도 4 는 도 1 의 연료전지 (40) 에 있어서의 내부온도를 파라미터로 한 전압 - 전류특성을 나타내는 그래프이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시형태를 실시예에 기초하여 설명한다. 도 1 은 본 발명의 일실시예로서의 연료전지 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다. 그리고, 본 실시예의 연료전지 시스템은 전기자동차에 탑재되어 있는 것으로 한다.
다음으로, 도 1 에 나타내는 연료전지 시스템의 구성 및 개략적인 동작에 대하여 설명한다. 도 1 에 나타내는 연료전지 시스템 (10) 은 메탄올 탱크 (22) 와 물탱크 (26) 와 개질기 (30) 와 연료전지 (40) 와 이차전지 (60) 와 인버터 (70) 와 모터 (80) 와 제어장치 (100) 를 주로 구비하고 있다.
메탄올 탱크 (22) 는 메탄올을, 물탱크 (26) 는 물을 각각 저장하고 있다. 펌프 (23 및 27) 는 모두 제어장치 (100) 로부터의 제어신호에 의해 제어됨으로써, 펌프 (23) 는 메탄올 탱크 (22) 에 저장된 메탄올을, 펌프 (27) 는 물탱크 (26) 에 저장된 물을 각각 소정 공급로를 통해 개질기 (30) 로 공급한다. 유량센서 (25) 는 메탄올 공급로를 흐르는 메탄올의 유량을 검출하고, 유량센서 (28) 는 물 공급로를 흐르는 물의 유량을 검출하여 각각 그 검출결과를 제어장치 (100) 로 보낸다.
개질기 (30) 는 공급된 물 및 원연료인 메탄올로부터 식 (1) 에 나타내는 메탄올의 수증기 개질반응에 의해 수소를 함유하는 수소 리치 가스 (개질가스) 를 생성한다.
CH3OH ＋ H2O →3H2＋ CO2…(1)
구체적으로 개질기 (30) 는 도시하지 않은 증발부와 개질부를 구비하고 있으며, 이 중 증발부에서는 공급된 물과 메탄올을 기화하여 메탄올 및 물로 이루어지는 혼합기체를 생성하고, 이 혼합기체를 원연료가스로 하여 개질부로 공급한다.
한편, 개질부의 내부에는 동-아연 (Cu-Zn) 촉매 등의 메탄올 개질용 촉매가 충전되어 있으며, 개질부에서는 증발부에서 원연료가스가 공급되면, 이 원연료가스가 메탄올 개질촉매와 접촉하고, 그 접촉표면에서는 메탄올의 수증기 개질반응이 진행된다. 이 반응의 진행에 따라 수소와 이산화탄소가 발생하여 수소 리치 가스가 생성된다.
그리고, 개질부에서 실시되는 메탄올의 수증기 개질반응은 전체적으로 흡열반응인 점에서, 반응에 필요한 열을 얻기 위하여 개질기 (30) 에는 버너 (32) 가 부착되어 있다. 이 버너 (32) 는 통상 메탄올 탱크 (22) 로부터 펌프 (24) 를 통해 메탄올의 공급을 받아 이 메탄올을 연료로 하여 연소시킴으로써, 개질부에서 필요한 열에너지를 부여하고 있다. 또한, 상술한 증발부에 있어서 메탄올 및 물을 기화시키기 위한 열에너지도 이 버너 (32) 에서 얻고 있다.
펌프 (34) 는 제어장치 (100) 로부터의 제어신호에 의해 제어되고, 개질기 (30) 에서 생성된 수소 리치 가스를 수소 리치 가스 공급로를 통해 연료전지 (40) 로 공급한다. 유량센서 (36) 는 수소 리치 가스 공급로를 흐르는 수소 리치 가스의 유량을 검출하여 그 검출결과를 제어장치 (100) 로 보낸다.
연료전지 (40) 는 개질기 (30) 에서 공급된 수소 리치 가스를 연료가스로서도입함과 동시에 산소를 함유하는 산화가스(도시생략)를 도입하고, 식 (2) ∼ (4) 에 나타내는 바와 같은 전기화학반응을 실시하여 전력을 발생한다.
H2→2H+＋ 2e-…(2)
2H+＋ 2e-＋ (1/2)O2→H2O …(3)
H2＋ (1/2)O2→H2O …(4)
본 실시예에 있어서는, 연료전지 (40) 는 고체 고분자형 연료전지로 구성되어 있으며, 전해질막, 애노드, 캐소드, 세퍼레이터 등으로 이루어지는 단위 셀 (도시생략) 을 복수적층한 스택구조를 이루고 있다. 도입된 수소 리치 가스는 연료가스유로 (도시생략) 를 통해 각 단위 셀의 애노드로 공급되어, 식 (2) 에 나타내는 반응에 제공되며, 산화가스는 산화가스 유로(도시생략)를 통해 각 단위 셀의 캐소드로 공급되어 식 (3) 에 나타내는 반응에 제공된다. 그리고, 식 (4) 는 연료전지 전체에서 일어나는 반응이다.
연료전지 (40) 는 이와 같은 전기화학반응에 의해 발생된 전력을 인버터 (70) 를 통해 모터 (80) 로 공급한다.
온도센서 (42) 는 연료전지 (40) 의 내부온도를 검출하고, 그 검출결과를 제어장치 (100) 로 전송한다.
또한, 연료배기가스 유로 (120) 는, 연료전지 (40) 내의 애노드에서 전기화학반응에서 사용된 후의 연료배기가스(수소 리치 가스에 대한 배기가스)를 펌프(122) 를 통해 개질기 (30) 내의 버너 (32) 로 공급한다.
다이오드 (52,54) 는 연료전지 (40) 와 이차전지 (60) 사이에 배치되어, 연료전지 (40) 에서 인버터 (70) 나 이차전지 (60) 에 대하여 일방향으로만 전류가 흐르게 된다.
이차전지 (60) 는 상술한 연료전지 (40) 에 병렬로 접속되어 있으며, 연료전지 (40) 와 함께 인버터 (70) 를 통해 모터 (80) 로 전력을 공급한다. 이 실시예에서는 이차전지 (60) 로서 납 축전지를 사용하고 있으나, 니켈-카드뮴 축전지, 니켈-수소 축전지, 리튬 이차전지 등 다른 종류의 이차전지를 사용할 수도 있다. 상기 이차전지 (60) 의 전원용량은 전기자동차의 예상되는 주행상태, 즉 예상되는 부하의 크기나 병설되는 연료전지 (40) 의 전원용량 등에 따라 결정된다.
잔존용량센서 (62) 는 이차전지 (60) 의 잔존용량을 검출하여 그 검출결과를 제어장치 (100) 로 전송한다. 구체적으로 잔존용량센서 (62) 는 이차전지 (60) 에 있어서의 충전·방전의 전류치와 시간을 적산하는 SOC 미터로 구성되어 있으며, 제어장치 (100) 는 이 적산치를 근거로 하여 이차전지 (60) 의 잔존용량을 연산에 의해 계산한다. 또한, 이와 같은 SOC 미터 대신에 이차전지 (60) 의 출력전압을 측정하는 전압센서나 이차전지 (60) 의 전해액의 비중을 측정하는 비중센서에 의해 잔존용량센서 (62) 를 구성하도록 하여도 된다. 이 경우, 제어장치 (100) 는 이들 측정치에서 이차전지 (60) 의 잔존용량을 계산하게 된다.
이차전지 접속스위치 (64) 는, 제어장치 (100) 로부터의 제어신호에 따라 이차전지 (60) 를 인버터 (70) 에 접속하거나 인버터 (70) 에서 절단한다.
인버터 (70) 는, 연료전지 (40) 나 이차전지 (60) 에서 인가된 직류전압을 3 상 교류전압으로 변환하여 모터 (80) 로 공급한다. 이 때, 인버터 (70) 는 제어장치 (100) 로부터의 제어신호에 따라 모터 (80) 로 공급하는 3 상 교류전압의 진폭 (실제로는 펄스폭) 및 주파수를 조절함으로써 모터 (80) 에서 발생하는 토크를 제어한다.
구체적으로, 인버터 (70) 는 6 개의 스위칭소자 (예컨대, 바이폴러형 MOSFET (IGBT)) 를 주회로소자로서 구비하고 있으며, 이들 스위칭소자의 스위칭동작을 제어장치 (100) 로부터의 제어신호에 의해 제어되어, 연료전지 (40) 나 이차전지 (60) 에서 인가된 직류전압을 소망의 진폭 및 주파수의 3 상 교류전압으로 변환하여, 모터 (80) 로 공급하고 있다.
전류센서 (72) 는 연료전지 (40) 나 이차전지 (60) 에서 인버터 (70) 로 흐르는 전류값을 검출하고, 또한 전류센서 (74,76,78) 는 각각 U 상, V 상, W 상으로 흐르는 전류값을 검출하여 각각 그 검출결과를 제어장치 (100) 로 전송한다.
모터 (80) 는 예컨대 3 상 동기모터로 구성되어 있으며, 연료전지 (40) 나 이차전지 (60) 에서 인버터 (70) 를 통해 공급된 전력에 의해 구동되어 구동축 (82) 에 토크를 발생시킨다. 발생된 토크는 기어 (92) 를 통해 차축 (90) 으로 전달되어 차륜 (94) 에 회전구동력을 부여한다. 그럼으로써, 전기자동차에 추진력이 부여되어 전기자동차를 주행시킨다.
회전각센서 (84) 는 모터 (80) 의 구동축 (82) 의 회전각도를 검출하고, 그 검출결과를 제어장치 (100) 로 전송한다.
또한, 액셀페달 포지션 센서 (112) 는 액셀페달 (110) 의 작동량을 검출하고, 그 검출결과를 제어장치 (100) 로 전송한다.
한편, 제어장치 (100) 는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 제어부 (101) 와 입출력포트 (108) 를 구비하고 있으며, 그리고 제어부 (101) 는 CPU (102) 와 ROM (104) 과 RAM (106) 을 구비하고 있다. 이 중 CPU (102) 는 제어프로그램에 따라 소망의 연산을 실행하여 여러 가지 처리나 제어를 실시한다. 또한, ROM (104) 은 상기한 제어프로그램이나 상기 연산을 실행할 때에 사용하는 제어데이터 등을 미리 격납하고 있는 메모리이고, RAM (106) 은 상기 연산을 실행함으로써 얻어지는 각종 데이터를 일시적으로 격납하는 메모리이다. 또한, 입출력포트 (108) 는 각종 센서에서 전송된 검출결과를 입력하여 제어부 (101) 로 전송함과 동시에 제어부 (101) 로부터의 지시에 따라 각 구성요소로 제어신호를 출력한다.
이하, 전기자동차의 시동시, 즉 도 1 에 나타내는 연료전지 시스템 (10) 의 기동시의 처리동작에 대하여 도 2 를 사용하여 상세하게 설명한다.
전기자동차가 시동되면, 도 2 에 나타내는 기동처리가 개시되며, 우선 제어장치 (100) 는 개질기 (30) 를 기동한다 (단계 S20). 구체적으로는, 제어장치 (100) 가 펌프 (23,27) 를 구동하여 개질기 (30) 에 대하여 메탄올 및 물의 공급을 개시함과 동시에 펌프 (24) 를 구동하여 버너 (32) 에 의한 연소를 개시한다. 그럼으로써, 개질기 (30) 의 내부에서는 상술한 메탄올의 수증기 개질반응이 일어나서 수소 리치 가스의 생성이 개시된다.
계속해서 제어장치 (100) 는 연료전지 (40) 를 기동한다 (단계 S22). 구체적으로는 제어장치 (100) 가 펌프 (34) 를 구동하여 개질기 (30) 에서 생성된 수소 리치 가스의 연료전지 (40) 로의 공급을 개시함과 동시에 도시하지 않은 산화가스의 연료전지 (40) 로의 공급을 개시한다. 그럼으로써, 연료전지 (40) 의 내부에서는 상술한 전기화학반응이 일어나서 전력의 발생이 개시된다.
이어서, 제어장치 (100) 는 온도센서 (42) 로부터의 검출결과를 수신하여 연료전지 (40) 의 내부온도를 검출하고 (단계 S24), 그 내부온도가 정상온도, 즉 미리 설정된 필요한 출력을 연료전지가 발생시킬 수 있는 온도로 되어 있는지의 여부를 판정한다 (단계 S26). 연료전지 (40) 의 기동시에는 통상 그 내부온도는 낮아 상기한 정상온도에 도달하고 있지 않기 때문에, 제어장치 (100) 는 단계 S28 의 처리로 진행하게 된다.
따라서, 제어장치 (100) 는 이차전지 접속스위치 (64) 를 구동하여 이차전지 (60) 를 인버터 (70) 에서 절단한다 (단계 S28). 그럼으로써, 이차전지 (60) 에서 모터 (80) 로의 전력의 공급은 차단되기 때문에, 인버터 (70) 를 통해 모터 (80) 로 공급되는 전력은 연료전지 (40) 에 의해 발생되는 전력만으로 된다.
그 후, 제어장치 (100) 는 인버터 (70) 를 통해 모터 (80) 에 대하여 이하에 설명하는 바와 같은 모터기동시 제어를 실시한다 (단계 S30).
즉, 제어장치 (100) 는 인버터 (70) 에 의해 모터 (80) 의 구동축 (82) 에 토크를 발생시키지 않도록 하면서, 모터 (80) 에 있어서 연료전지 (40) 에서 공급된 전력을 소비시키도록 모터 (80) 의 구동을 제어한다.
도 3 은 도 1 의 모터를 d-q 축 모델로 나타낸 설명도이다. 상술한 바와같이 모터 (80) 는 3 상 동기모터에 의해 구성되어 있는데, 일반적으로 모터는 도 3 에 나타내는 바와 같은 d-q 축 모델에 의해 등가적으로 나타낼 수 있다. 여기서, 모터의 중심을 통과하고, 회전자 (202) 가 만드는 자계를 따르는 방향을 일반적으로 d 축이라 지칭하고, 회전자 (202) 의 회전면내에 있어서 d 축과 직교하는 방향을 일반적으로 q 축이라 지칭한다. 따라서, 도 3 에 있어서 고정자 권선중 d 축을 따른 권선은 d 축 권선 (204) 이고, q 축을 따른 권선은 q 축 권선 (206) 이다.
도 3 에서 알 수 있는 바와 같이, 모터의 토크 (T) 는 q 축 권선 (206) 을 흐르는 q 축 전류 (iq) 만으로 지지되어 있다.
즉, 모터의 계자자속의 크기를 φ0, 토크정수를 KT라 하면, 모터의 토크 (T) 는 q 축 전류 (iq) 에 의해 식 (5) 에 나타내는 바와 같이 표시된다.
…(5)
따라서, 모터에 있어서 토크를 발생시키지 않도록 하기 위해서는 q 축 전류 (iq) 를 0 이 되도록 하면 됨을 알 수 있다.
한편, d 축 권선 (204) 은 회전자로부터의 자속이 0 인 장소에 배치되어 있기 때문에, d 축 전류 (id) 는 모터의 토크발생에 전혀 기여하고 있지 않으며, q 축 권선 (206) 에서의 동손을 발생시킬 뿐이다.
따라서, 모터에 있어서 토크를 발생시키지 않고 전력을 소비하도록 하기 위해서는, d 축 전류 (id) 를 0 보다 큰 값이 되도록 하면 됨을 알 수 있다.
따라서, 본 실시예에 있어서는 모터기동시 제어로서 상술한 바와 같이, 우선 모터 (80) 의 구동축 (82) 에 토크를 발생시키지 않도록 하기 위하여, 제어장치 (100) 는 인버터 (70) 에 의해 모터 (80) 에 있어서의 q 축 전류 (iq) 가 0 이 되도록 제어한다. 그리고, 동시에 모터 (80) 에 있어서 q 축 권선 (206) 에서의 동손에 의해 전력을 강제적으로 소비시키기 위하여, d 축 전류 (id) 를 0 보다 큰 값이 되도록 제어한다.
이와 같은 제어를 실시하여 연료전지 (40) 로부터의 전력을 모터 (80) 에 있어서 소비시킴으로써, 연료전지 (40) 로부터는 전력이 강제적으로 인출되게 된다. 이와 같이 전력이 인출되면, 연료전지 (40) 에서는 이것을 보충하기 위하여 내부에서 발생하는 전기화학반응의 반응량이 증가한다. 그 결과, 연료전지 (40) 의 내부에서 발생하는 줄열도 많아지기 때문에, 그 만큼 연료전지 (40) 의 내부온도가 급속하게 상승한다. 따라서, 연료전지 (40) 의 내부온도를 단시간에 정상온도까지 상승시킬 수 있다.
또한, 모터 (80) 의 구동축 (82) 에는 토크를 발생시키고 있지 않기 때문에, 연료전지 (40) 의 출력으로서 전기자동차의 요구출력을 만족시키기에 충분한 출력을 얻을 수 없는 동안에는, 모터 (80) 에 의해 차축 (90) 을 움직여서 전기자동차를 주행시키는 일은 없다.
또한, 상기한 바와 같이 이차전지 (60) 에서 모터 (80) 로의 전력의 공급을차단하고 있기 때문에, 모터 (80) 에서 소비되는 전력은 연료전지 (40) 에 의해 발생된 전력만으로 이루어지므로 연료전지 (40) 에서 전력을 효율적으로 인출시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서 제어장치 (100) 는 d 축 전류 (id) 를 0 보다 큰 값으로 되도록 제어할 때, 온도센서 (42) 에서 얻어진 연료전지 (40) 의 내부온도에 따라 모터 (80) 에서 소비시켜야 할 전력을 결정하며, 이에 따른 전류치로 되도록 d 축 전류 (id) 를 제어한다.
도 4 는 도 1 의 연료전지 (40) 에 있어서의 내부온도를 파라미터로 한 전압-전류특성을 나타내는 그래프이다. 도 4 에서는 내부온도가 낮은 순으로 ta, tb, tc (ta ＜ tb ＜ tc) 로 하고 있다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 연료전지 (40) 에 의해 발생가능한 전력 (즉, 전압 ×전류) 은 연료전지 (40) 의 내부온도에 따라 변화한다. 즉, 내부온도가 낮은 경우 (ta 의 경우) 에는 연료전지 (40) 에 의해 발생가능한 전력은 적지만, 내부온도가 상승 (ta →tb →tc) 하면, 이에 따라 발생가능한 전력은 많아진다.
따라서, 예컨대 연료전지 (40) 의 내부온도가 낮은 경우 (예컨대, ta 의 경우) 에 연료전지 (40) 에서 인출되는 전력 (다시 말하면, 모터 (80) 에서 소비되는 전력) 을 너무 많게 하면, 연료전지 (40) 에 있어서 발생가능한 전력을 상회하며, 그 결과 연료전지 (40) 의 출력전압이 급속하게 떨어질 우려가 있다.
또한, 가령 연료전지 (40) 에서 인출되는 전력을 연료전지 (40) 의 낮은 내부온도에 대응하는 특정값에 고정된 채로 (예컨대, 내부온도가 낮은 경우의 발생가능한 전력보다 적은 전력에 맞춤) 내부온도에 관계없이 일정하게 하면, 연료전지 (40) 의 내부온도가 상승하여 발생가능한 전력이 증가하여도 그보다 적은 전력으로 고정된 전력값만이 연료전지 (40) 에서 인출되기 때문에 내부온도의 상승효율이 나빠진다.
따라서, 본 실시예에서는 연료전지 (40) 에서 인출되는 전력이 연료전지 (40) 의 내부온도마다의 발생가능한 전력을 상회하지 않고, 또한 가능한 한 그 발생가능한 전력에 가까와지도록 연료전지 (40) 의 내부온도에 따라 모터 (80) 에서 소비되는 전력을 제어하고 있다. 즉, 연료전지 (40) 의 내부온도가 낮은 경우에는, 모터 (80) 에서 소비되는 전력이 발생가능한 전력보다 약간 하회하도록 d 축 전류 (id) 의 값을 제어하고, 내부온도가 상승하면, 이에 따라 모터 (80) 에서 소비되는 전력이 서서히 증가하도록 d 축 전류 (id) 의 값을 크게 한다.
그리고, 제어장치 (100) 는 이와 같은 모터기동시 제어를 실시할 때, 상술한 바와 같이 온도센서 (42) 로부터의 검출결과를 참조하는 것 외에 전류센서 (72), 전류센서 (74 ∼ 78), 회전각센서 (84) 로부터의 검출결과 등도 참조하여 모터의 구동제어를 실시한다.
이어서, 제어장치 (100) 는 펌프 (34,122) 등에 대하여 이하에 설명하는 바와 같은 가스유량기동시 제어를 실시한다 (단계 S32).
즉, 제어장치 (100) 는 우선 펌프 (34) 의 구동을 제어하여 개질기 (30) 에서 연료전지 (40) 로 공급되는 수소 리치 가스의 유량을 후술하는 표준유량보다 증가시킨다.
일반적으로 연료전지에 있어서 전기화학반응에 제공해야 할 필요한 수소 리치 가스의 양은, 연료전지의 출력에 따른 값으로서 이론적으로 구할 수 있다. 그러나, 실제로 연료전지에 그 출력을 발생시키기 위해서는, 그 이론적으로 구해진 양보다 어느 정도 많은 양의 수소 리치 가스를 공급할 필요가 있다.
따라서, 본 발명에서는 이와 같이 연료전지에 소망량의 출력을 발생시킬 때에 연료전지에 실제로 공급해야 할 수소 리치 가스의 유량을 그 출력에서의 표준유량으로 하고 있다. 이 표준유량은 연료전지 개개의 구조나 성능 등에 따라 연료전지의 출력마다 설정되는 양이다.
또한, 수소 리치 가스의 유량을 증가시키기 위해서는, 개질기 (30) 에서 생성되는 수소 리치 가스의 양을 증가시킬 필요가 있기 때문에, 제어장치 (100) 는 펌프 (23 및 27) 의 구동을 제어하여 메탄올 탱크 (22) 에서 개질기 (30) 로 공급되는 메탄올의 유량 및 물 탱크 (26) 에서 개질기 (30) 로 공급되는 물의 유량도 수소 리치 가스의 유량의 증가에 맞춰 증가시킨다.
그런데, 상술한 바와 같이 개질기 (30) 에 있어서는, 버너 (32) 에 의해 열에너지를 부여하고 있기 때문에, 개질기 (30) 에서 보내지는 수소 리치 가스는 비교적 온도가 높다. 따라서, 상술한 바와 같이 개질기 (30) 에서 연료전지 (40) 로 공급되는 수소 리치 가스의 유량을 증가시킴으로써, 비교적 온도가 높은 수소 리치 가스가 대량으로 연료전지 (40) 로 흘러들어가게 되기 때문에, 이것에 의해서도 연료전지의 내부온도를 단시간에 정상온도까지 상승시킬 수 있다.
또한, 이와 같이 개질기 (30) 에서 연료전지 (40) 로 공급되는 수소 리치 가스의 유량을 증가시키면, 연료전지 (40) 에 있어서 연료전지 (40) 에서 배출되는 수소 리치 가스에 대한 배기가스, 즉 연료배기가스의 양도 증가한다. 또한, 연료전지 (40) 로 공급되는 수소 리치 가지의 유량을 표준유량보다 증가시키면, 연료전지 (40) 에서는 수소의 양이 과잉으로 되기 때문에, 전기화학반응에 사용되지 않는 수소의 양이 증가하며, 그 결과 연료전지 (40) 에서 배출되는 연료배기가스중에 잔존하는 수소의 양이 증가한다. 따라서, 이 연료배기가스를 그대로 버리게 되면 자원이 낭비된다.
따라서, 본 실시예에 있어서는 제어장치 (100) 가 상기한 제어에 더하여 펌프 (122) 의 구동을 제어하여 연료전지 (40) 에서 배출된 연료배기가스를 연료배기가스 유로 (120) 를 통해 개질기 (30) 내의 버너 (32) 로 공급하도록 하고 있다.
그럼으로써, 연료배기가스중에 잔존하는 수소는, 버너 (32) 에서 연료로서 연소되기 때문에 유효하게 이용되어 자원이 필요없이 낭비되는 일은 없다.
계속해서, 제어장치 (100) 는 다시 단계 S24 의 처리로 되돌아가서 온도센서 (42) 로부터의 검출결과에 기초하여 연료전지 (40) 의 내부온도를 검출한다. 이와 같이 하여 그 내부온도가 정상온도로 될 때가지 상기한 것과 동일한 처리를 반복한다.
그리고, 그 후 마침내 연료전지 (40) 의 내부온도가 정상온도에 도달하면, 제어장치 (100) 는 상기한 처리루프에서 빠져나와 단계 S34 의 처리로 진행한다.
단계 S34 에 있어서, 제어장치 (100) 는 이차전지 접속스위치 (64) 를 구동하여 이차전지 (60) 를 인버터 (70) 에 접속한다. 그럼으로써, 연료전지 (40) 에 의해 발생되는 전력 외에 이차전지 (60) 로부터의 전력도 인버터 (70) 를 통해 모터 (80) 로 공급되게 된다.
계속해서, 제어장치 (100) 는 인버터 (70) 를 통해 모터 (80) 에 대하여 앞의 모터기동시 제어 대신에 모터통상제어를 실시한다 (단계 S36). 즉, 제어장치 (100) 는 예컨대 액셀페달 포지션 센서 (112) 로부터의 검출결과에서 요구출력을 산출하고, 그 요구출력을 만족시키기도록 연료전지 (40) 로부터의 전력이나 이차전지 (60) 로부터의 전력을 인버터 (70) 를 통해 모터 (80) 로 공급하여 구동축 (82) 에 필요한 토크를 발생시킨다. 발생된 토크는 차축 (90) 으로 전달되어 전기자동차를 주행시킨다.
이 때, 제어장치 (100) 는 액셀페달 포지션 센서 (112) 로부터의 검출결과를 참조하는 것 외에 전류센서 (72), 전류센서 (74 ∼ 78), 회전각센서 (84), 잔존용량센서 (62) 로부터의 검출결과 등도 참조하여 모터 (80) 의 구동을 제어한다.
이와 같이 연료전지 (40) 의 내부온도가 정상온도에 도달하면, 연료전지 (40) 는 전기자동차의 요구출력을 만족시키기에 충분한 출력을 얻을 수 있게 되기 때문에, 모터 (80) 의 구동제어를 정상시의 제어로 전환하여도 전혀 지장은 없다. 또한, 이차전지 (60) 의 접속을 원래대로 되돌려서 이차전지 (60) 로부터의 전력을 모터 (80) 로 공급하도록 하여도 전혀 문제를 일으키는 일은 없다.
이어서, 제어장치 (100) 는 펌프 (34) 등에 대하여 가스유량기동시 제어를실시한다 (단계 S38). 즉, 제어장치 (100) 는 펌프 (34) 의 구동을 제어하여 개질기 (30) 에서 연료전지 (40) 로 공급되는 수소 리치 가스의 유량을 상기한 표준유량으로 되돌림과 동시에 펌프 (23 및 27) 의 구동을 제어하여 개질기 (30) 로 공급되는 메탄올 및 물의 유량을 수소 리치 가스의 유량에 따른 양으로 한다.
이와 같이 하여 모터 (80) 의 구동제어 및 수소 리치 가스의 유량제어를 정상시의 제어로 되돌리면, 일련의 기동처리를 종료한다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 연료전지 (40) 의 기동시에 연료전지 (40) 에서 전력을 강제적으로 인출함으로써, 내부에서 발생하는 줄열을 증가시킬 수 있기 때문에, 연료전지 (40) 의 내부온도를 단시간에 정상온도까지 상승시킬 수 있다. 또한, 이 때 모터 (80) 의 구동축 (82) 에는 토크를 발생시키고 있지 않기 때문에, 연료전지 (40) 의 출력으로서 전기자동차의 요구출력을 만족시키기에 충분한 출력을 얻을 수 없는 동안에는 전기자동차를 주행시키는 일은 없다.
또한, 연료전지 (40) 의 기동시에 개질기 (30) 에서 연료전지 (40) 로 공급되는 수소 리치 가스의 유량을 증가시킴으로써, 비교적 온도가 높은 수소 리치 가스가 대량으로 연료전지 (40) 로 흘러들어가게 되기 때문에, 이것에 의해서도 연료전지의 내부온도를 단시간에 정상온도까지 상승시킬 수 있다.
그리고, 본 발명은 상기한 실시예나 실시형태로 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 태양으로 실시할 수 있다.
상기한 실시예에 있어서는, 연료전지 (40) 의 기동시에 모터기동시 제어 (단계 S30) 와 가스유량기동시 제어 (단계 S32) 의 양측을 실시하였으나, 필요에 따라어느 일측만을 실시하도록 하여도 된다.
또한, 상기한 실시예에 있어서는, 연료전지 (40) 의 기동시에 이차전지 (60) 를 인버터 (70) 에서 절단하였으나, 이차전지 (60) 로부터의 전력도 소비시킬 필요가 있는 등의 경우에는 반드시 절단할 필요는 없다.
또한, 상기한 실시예에 있어서는, 연료전지 (40) 의 기동시에 연료전지 (40) 로부터의 전력을 소비시키는 모터는 전기자동차의 차축 (90) 에 접속되는 모터 (80) 였으나, 본 발명은 이와 같은 모터로 한정되는 것은 아니며, 전기자동차에서 다른 목적을 위하여 사용되고 있는 모터여도 된다.
또한, 개질기 (30) 는 수소 리치 가스를 생성하기 위한 원연료로서 메탄올을 사용하였으나, 메탄올 이외의 탄화수소, 예컨대 메탄이나 가솔린 등을 원연료로서 사용하고, 이들을 개질하여 수소 리치 가스를 생성할 수도 있다. 또한, 개질기 (30) 에서 진행되는 개질반응은, 수증기 개질반응 대신에 또은 수증기 개질반응에 더하여 부분산화 개질반응을 실시하는 것으로 하여도 된다. 그리고, 상기한 바와 같이 원연료를 개질하여 연료가스를 생성하는 방법 대신에 수소저장장치를 설치하여 수소가스를 연료가스로서 사용하는 것으로 하여도 된다.
또한, 연료전지 (40) 는 고체 고분자형 연료전지로 한정되는 것은 아니며, 인산형 연료전지나 고체 전해질형 전지 등 다른 종류의 연료전지를 사용하는 것으로 하여도 된다.
산업상이용가능성
본 발명의 산업상 이용분야로서는, 연료전지 시스템을 탑재한 전기자동차 뿐만 아니라 연료전지 시스템을 탑재할 수 있는 그 외 차량, 선박, 항공기 등의 교통수단이나 연료전지 시스템을 적용할 수 있는 사업용 또는 가정용 전기설비 등이 있다.

Claims (14)

  1. 연료가스의 공급을 받아 전력을 발생시키는 연료전지를 구비한 연료전지 시스템으로서,
    상기 연료전지에서 출력되는 전력에 의해 구동되는 전동기; 및
    상기 전동기의 구동을 제어하는 전동기 제어수단을 구비하되,
    상기 전동기 제어수단은, 상기 연료전지의 기동시에 상기 전동기의 구동축에 토크를 발생시키지 않으면서 상기 연료전지에서 출력되는 전력을 상기 전동기가 소비하도록, 상기 전동기의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료전지의 내부온도를 검출하는 온도검출수단을 더 구비하며,
    상기 전동기 제어수단은, 검출된 상기 내부온도에 따라 상기 전동기에 의해 소비되는 전력을 변화시키도록, 상기 전동기의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전동기에 전력을 공급하여 상기 전동기를 구동시킬 수 있는 이차전지; 및
    상기 이차전지로부터 상기 전동기로의 전력공급을 제어하는 이차전지 전력공급 제어수단을 더 구비하되,
    상기 이차전지 전력공급 제어수단은, 상기 연료전지의 기동시에 상기 이차전지로부터 상기 전동기로의 전력공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전동기 제어수단은, 상기 연료전지의 기동시에 상기 전동기를 d-q 축 모델로 나타낸 경우에 있어서의 상기 q 축 권선으로 흐르는 전류의 값이 0 으로 되고, 상기 d 축 권선으로 흐르는 전류의 값이 0 이상의 소정 값으로 되도록, 상기 전동기의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 연료전지의 내부온도를 검출하는 온도검출수단을 더 구비하며,
    상기 전동기 제어수단은, 검출된 상기 내부온도에 따라 상기 d 축 권선으로 흐르는 전류의 값을 변화시키도록, 상기 전동기의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    원연료의 공급을 받아 상기 연료가스를 생성하고, 생성된 상기 연료가스를상기 연료전지에 공급하는 연료가스 생성수단; 및
    상기 연료가스 생성수단으로부터 상기 연료전지에 공급되는 상기 연료가스의 유량을 제어하는 유량 제어수단을 더 구비하되,
    상기 유량 제어수단은, 상기 연료전지의 기동시에 상기 연료가스의 유량을 소정의 표준 유량보다 많은 양으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 연료전지의 내부온도를 검출하는 온도검출수단을 더 구비하며,
    상기 유량 제어수단은, 검출된 상기 내부온도가 소정 온도에 도달하면, 상기 연료가스의 유량을 상기 소정의 표준유량으로 되돌리는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 연료전지 시스템을 탑재한 전기 자동차로서,
    상기 연료전지 시스템은,
    연료가스의 공급을 받아 전력을 발생시키는 연료전지;
    상기 연료전지로부터 출력되는 전력에 의해 구동되는 전동기; 및
    상기 전동기의 구동을 제어하는 전동기 제어수단을 구비하되,
    상기 전동기의 구동축에 발생하는 토크를 차축으로 전달함으로써 상기 전기 자동차의 추진력을 얻음과 동시에,
    상기 전동기 제어수단은, 상기 연료전지의 기동시에 상기 전동기의 구동축에 토크를 발생시키지 않으면서, 상기 연료전지에서 출력되는 전력을 상기 전동기가 소비하도록, 상기 전동기의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차.
  12. 삭제
  13. 연료가스의 공급을 받아 전력을 발생시키는 연료전지 및 상기 연료전지로부터 출력되는 전력에 의해 구동되는 전동기를 구비한 연료전지 시스템의 기동을 제어하기 위한 기동 제어방법으로서,
    (a) 상기 연료전지의 기동을 제어하는 공정; 및
    (b) 상기 연료전지의 기동시에 상기 전동기의 구동축에 토크를 발생시키지 않으면서, 상기 연료전지로부터 출력되는 전력을 상기 전동기가 소비하도록, 상기 전동기의 구동을 제어하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 기동 제어방법.
  14. 삭제
KR10-2000-7012717A 1998-05-14 1999-02-19 연료전지 시스템 및 이것을 탑재한 전기자동차 그리고연료전지 시스템의 기동제어방법 KR100385193B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP98-152111 1998-05-14
JP15211198A JP4244399B2 (ja) 1998-05-14 1998-05-14 燃料電池システム及びそれを搭載した電気自動車並びに燃料電池システムの起動制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010043579A KR20010043579A (ko) 2001-05-25
KR100385193B1 true KR100385193B1 (ko) 2003-05-27

Family

ID=15533307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2000-7012717A KR100385193B1 (ko) 1998-05-14 1999-02-19 연료전지 시스템 및 이것을 탑재한 전기자동차 그리고연료전지 시스템의 기동제어방법

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6520273B1 (ko)
EP (1) EP1091436B1 (ko)
JP (1) JP4244399B2 (ko)
KR (1) KR100385193B1 (ko)
CN (1) CN1169253C (ko)
BR (1) BR9910452A (ko)
CA (1) CA2332119A1 (ko)
DE (1) DE69912953T2 (ko)
ES (1) ES2207175T3 (ko)
PL (1) PL343836A1 (ko)
WO (1) WO1999059217A1 (ko)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6329089B1 (en) 1997-12-23 2001-12-11 Ballard Power Systems Inc. Method and apparatus for increasing the temperature of a fuel cell
US6472090B1 (en) 1999-06-25 2002-10-29 Ballard Power Systems Inc. Method and apparatus for operating an electrochemical fuel cell with periodic reactant starvation
JP4788018B2 (ja) * 2000-06-08 2011-10-05 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用燃料補給システムおよび移動体
CA2427419A1 (en) * 2000-10-30 2002-05-10 Ztek Corporation A hybrid power system employing fluid regulating elements for controlling various operational parameters of the system
JP2002141073A (ja) * 2000-10-31 2002-05-17 Nissan Motor Co Ltd 移動体用燃料電池システム
JP3771441B2 (ja) * 2000-12-05 2006-04-26 本田技研工業株式会社 燃料電池搭載自動車
JP3882530B2 (ja) * 2001-05-16 2007-02-21 日産自動車株式会社 燃料電池システムの制御装置
US20020187382A1 (en) * 2001-06-06 2002-12-12 Hiroaki Nishiumi Mounting structure of fuel cell assembly on vehicle body
US6979504B2 (en) 2001-07-25 2005-12-27 Ballard Power Systems Inc. Fuel cell system automatic power switching method and apparatus
US6953630B2 (en) 2001-07-25 2005-10-11 Ballard Power Systems Inc. Fuel cell anomaly detection method and apparatus
US20030035984A1 (en) * 2001-08-15 2003-02-20 Colborn Jeffrey A. Metal fuel cell system for providing backup power to one or more loads
JP3659204B2 (ja) * 2001-08-30 2005-06-15 日産自動車株式会社 移動体用燃料電池パワープラント
JP3998991B2 (ja) * 2002-02-05 2007-10-31 本田技研工業株式会社 電動モータ搭載型車両
JP3922108B2 (ja) * 2002-06-19 2007-05-30 日産自動車株式会社 燃料電池システムの制御装置
DE10244883B4 (de) * 2002-09-26 2005-02-17 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Heizsystem für ein Fahrzeug
JP3832417B2 (ja) * 2002-10-22 2006-10-11 日産自動車株式会社 燃料電池システム
JP4544392B2 (ja) * 2002-12-12 2010-09-15 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP2004248432A (ja) * 2003-02-14 2004-09-02 Toyota Motor Corp 駆動装置およびこれを備える自動車
JP4626125B2 (ja) * 2003-03-14 2011-02-02 日産自動車株式会社 燃料電池システム
US7045238B2 (en) * 2003-03-24 2006-05-16 Ion America Corporation SORFC power and oxygen generation method and system
JP2004342461A (ja) * 2003-05-15 2004-12-02 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP4507584B2 (ja) * 2003-12-15 2010-07-21 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
KR100974594B1 (ko) * 2003-12-30 2010-08-06 현대자동차주식회사 연료 전지 스택의 온도 제어방법 및 그 시스템
DE102004005446A1 (de) * 2004-02-04 2005-08-25 Robert Bosch Gmbh Mit Brennstoff betreibbare Vorrichtung zur Wandlung von Energie, insbesondere Brennstoffzellenvorrichtung
JP2006086019A (ja) * 2004-09-16 2006-03-30 Mitsubishi Materials Corp 固体酸化物形燃料電池および運転開始時の予熱方法
KR101070906B1 (ko) * 2004-10-01 2011-10-06 설승기 분산 발전 시스템 및 그 제어 방법
FR2876501B1 (fr) * 2004-10-11 2007-03-30 Renault Sas Dispositif et procede de commande d'une quantite de carburant injectee dans un reformeur de systeme de pile a combustible embarque a bord d'un vehicule automobile
US20060280977A1 (en) * 2005-06-09 2006-12-14 Denso Corporation Fuel cell system
JP4752342B2 (ja) * 2005-06-15 2011-08-17 株式会社デンソー 燃料電池システム
JP2007172951A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Yamaha Motor Co Ltd ハイブリッド電源システム
SE531526C2 (sv) * 2006-05-26 2009-05-12 Scania Cv Abp Anordning för bestämning av bränsleförbrukningsbeteende
KR100872648B1 (ko) * 2006-12-15 2008-12-09 현대자동차주식회사 연료전지 하이브리드 전기차량의 스택열화를 고려한운전제어방법
JP5416347B2 (ja) * 2007-10-12 2014-02-12 株式会社日立製作所 固体酸化物形燃料電池発電システムおよびその起動方法
GB2458113A (en) * 2008-03-03 2009-09-09 Voller Energy Ltd Monitoring and control systems for an integrated fuel processor and fuel cell system
JP5352286B2 (ja) * 2009-03-05 2013-11-27 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよび燃料電池の運転方法
JP5259752B2 (ja) * 2011-02-04 2013-08-07 株式会社日立製作所 車両走行用モータの制御装置及びそれを搭載した車両
KR101404173B1 (ko) * 2013-05-21 2014-06-09 주식회사 경동원 연료전지시스템 및 인버터와 연료전지의 입력제어방법
WO2015072054A1 (ja) * 2013-11-13 2015-05-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 燃料電池システム、およびその制御方法
KR101558705B1 (ko) * 2013-12-26 2015-10-07 현대자동차주식회사 배터리 충전 제어 장치 및 방법
JP2015213419A (ja) * 2014-04-15 2015-11-26 トヨタ自動車株式会社 電動車両
KR101592705B1 (ko) * 2014-06-11 2016-02-19 현대자동차주식회사 연료전지 시스템 및 그 제어 방법
CN104269571B (zh) * 2014-10-20 2017-05-10 中国东方电气集团有限公司 燃料电池动力系统
JP6503287B2 (ja) * 2015-12-24 2019-04-17 本田技研工業株式会社 燃料電池車両
KR101905951B1 (ko) * 2016-04-18 2018-10-08 현대자동차주식회사 연료전지차량의 시동 제어 방법
DE102016216324A1 (de) * 2016-08-30 2018-03-01 Robert Bosch Gmbh Antriebssystem, insbesondere für ein Fahrzeug, und Verfahren zum Aufheizen eines Antriebssystems

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0381971A (ja) * 1989-04-28 1991-04-08 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池の運転方法
JPH06150952A (ja) * 1992-11-12 1994-05-31 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 燃料電池起動時の流量制御方法及び装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5823167A (ja) 1981-08-03 1983-02-10 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池動力装置
US4961151A (en) * 1983-09-29 1990-10-02 Engelhard Corporation Fuel cell/battery control system
JPS6217958A (ja) * 1985-07-16 1987-01-26 Sanyo Electric Co Ltd 燃料電池発電システムの制御装置
JPH01278239A (ja) 1988-04-30 1989-11-08 Toyota Autom Loom Works Ltd 燃料電池用補助電池の充電制御装置
JPH0447673A (ja) 1990-06-13 1992-02-17 Fuji Electric Co Ltd りん酸型燃料電池の起動方法
JPH04262371A (ja) 1991-02-18 1992-09-17 Fuji Electric Co Ltd りん酸型燃料電池の運転方法
US5228529A (en) * 1991-12-17 1993-07-20 Stuart Rosner Method for renewing fuel cells using magnesium anodes
JPH06140065A (ja) 1992-09-08 1994-05-20 Toshiba Corp 燃料電池発電システム
JPH06124720A (ja) 1992-10-10 1994-05-06 Aqueous Res:Kk ハイブリッド電源装置
JP3687991B2 (ja) * 1994-02-24 2005-08-24 株式会社エクォス・リサーチ ハイブリッド電源装置
US5678647A (en) * 1994-09-07 1997-10-21 Westinghouse Electric Corporation Fuel cell powered propulsion system
JP3515619B2 (ja) * 1994-11-30 2004-04-05 株式会社日立製作所 電気車の駆動装置及び駆動制御方法
JP3487952B2 (ja) 1995-04-14 2004-01-19 株式会社日立製作所 電気自動車の駆動装置及び駆動制御方法
JP3289567B2 (ja) 1995-08-31 2002-06-10 トヨタ自動車株式会社 インバータ内部蓄電手段の放電装置
US5771476A (en) * 1995-12-29 1998-06-23 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Power control system for a fuel cell powered vehicle
JP3601166B2 (ja) * 1996-02-23 2004-12-15 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
US5900330A (en) * 1997-09-25 1999-05-04 Kagatani; Takeo Power device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0381971A (ja) * 1989-04-28 1991-04-08 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池の運転方法
JPH06150952A (ja) * 1992-11-12 1994-05-31 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 燃料電池起動時の流量制御方法及び装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010043579A (ko) 2001-05-25
JP4244399B2 (ja) 2009-03-25
DE69912953D1 (de) 2003-12-24
BR9910452A (pt) 2001-09-04
ES2207175T3 (es) 2004-05-16
US6520273B1 (en) 2003-02-18
EP1091436A4 (en) 2001-08-29
EP1091436B1 (en) 2003-11-19
WO1999059217A1 (fr) 1999-11-18
CN1300450A (zh) 2001-06-20
DE69912953T2 (de) 2004-09-02
CA2332119A1 (en) 1999-11-18
JPH11329471A (ja) 1999-11-30
PL343836A1 (en) 2001-09-10
CN1169253C (zh) 2004-09-29
EP1091436A1 (en) 2001-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100385193B1 (ko) 연료전지 시스템 및 이것을 탑재한 전기자동차 그리고연료전지 시스템의 기동제어방법
US6920948B2 (en) DC power supply using fuel cell
US7939213B2 (en) Fuel cell system and electric vehicle including the fuel cell system
JP4905642B2 (ja) 燃料電池システム及び移動体
US9793558B2 (en) Fuel cell system
WO1999067846A1 (fr) Systeme de pile a combustible et procede de commande de pile
JP4386314B2 (ja) 電動車両の電力制御方法
JPH10271706A (ja) 電源装置および電気自動車
CN101529634A (zh) 燃料电池系统
JP2001307758A (ja) 燃料電池システムおよび電気自動車
JP2008004482A (ja) 燃料電池システム
JP2004222376A (ja) 電源システム
JP4615379B2 (ja) 燃料電池システム
JP5570508B2 (ja) 燃料電池システム
US20070220890A1 (en) Vehicle power supply system
JP2006286513A (ja) 燃料電池システム
JP4752342B2 (ja) 燃料電池システム
US8999591B2 (en) Fuel cell system for preventing excessive power generation
JP4147757B2 (ja) 燃料電池システム
JP2002141092A (ja) 燃料電池装置の制御方法
JP3709789B2 (ja) 電力制御装置及び電力供給装置の制御方法
JP2021128908A (ja) 燃料電池システム
JP2002231286A (ja) 燃料電池装置及び燃料電池装置の制御方法
JP2002184442A (ja) 燃料電池制御システム
WO2011036766A1 (ja) 燃料電池システム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120423

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee