KR101757555B1

KR101757555B1 - 연료 전지 시스템

Info

Publication number: KR101757555B1
Application number: KR1020150158353A
Authority: KR
Inventors: 요헤이 오카모토; 유타카 다노; 미츠히로 나다; 도모히코 가네코
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2015-11-11
Publication date: 2017-07-12
Also published as: CN105633431B; US20160141691A1; DE102015119017A1; DE102015119017B4; CN105633431A; CA2911362A1; JP6112100B2; JP2016096083A; CA2911362C; KR20160058039A; US9692068B2

Abstract

본 발명의 과제는, 출력 응답성이 양호한 연료 전지 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 연료 전지와, 상기 연료 전지에 접속되고, 상기 연료 전지를 냉각하는 냉매가 유통하는 냉매 경로와, 상기 냉매 경로에 있어서의 냉매의 온도를 검출하는 온도 검출부와, 상기 온도 검출부에 의해 검출된 상기 냉매의 온도를 보정함으로써, 온도 보정값을 산출하는 온도 보정부와, 상기 온도 보정값에 기초하여 상기 연료 전지의 하한 전압을 제어하는 하한 전압 제어부를 구비하고, 상기 온도 보정부는, 상기 온도 보정값을 T_filt, 전회의 온도 보정값을 T_filt _{_old}, 상기 냉매의 온도를 T, 계수를 τ라고 한 경우, 이하의 식에 기초하여 온도 보정값을 산출하고, 상기 계수는, 상기 냉매의 온도가 소정 이상인 경우의 상기 계수에 대해, 상기 냉매의 온도가 소정 값 미만인 경우의 상기 계수가 크게 설정되어 있는 연료 전지 시스템이다.
<식 1>

Description

연료 전지 시스템{FUEL CELL SYSTEM}

본 발명은 연료 전지 시스템에 관한 것이다.

연료 전지에서는, 연료로서 수소, 산화제로서 산소를 포함하는 공기를 사용하고, 화학 반응에 의해 발전을 행한다. 발전에 수반하여 연료 전지는 발열한다. 연료 전지는, 소정의 온도 범위를 벗어나 고온으로 되면, 수분이 증발하여 드라이 상태로 되고, 발전 성능이 저하된다. 따라서, 연료 전지의 오버히트를 억제하기 위해, 연료 전지의 냉매 온도 상승에 수반하여 하한 전압을 상승시키고, 발열을 억제하는 제어가 행해지는 경우가 있다. 연료 전지의 특성상, 하한 전압을 상승시키면, 그만큼 출력 제한에 걸리기 쉬운 상태로 된다. 이와 같은 하한 전압의 설정에 관한 제안이 다양하게 행해지고 있다(예를 들어, 특허문헌 1∼3).

국제 공개 제2008/146928호 공보 일본 특허 공개 제2009-158397호 공보 일본 특허 공개 제2008-300299호 공보

그런데, 하한 전압을 연료 전지의 냉매 온도에 기초하여 변경하면, 이하와 같은 문제가 발생할 가능성이 있다. 예를 들어, WOT(Wide Open Throttle)와 같이, 순식간에 연료 전지의 온도가 상승하는 경우, 일시적인 온도 상승이 검지되는 경우가 있다. 구체적으로는, 이하와 같다. 일반적으로, 연료 전지의 온도는 냉매의 온도를 검출함으로써 추정된다. 그리고, 연료 전지의 온도가 상승하고, 냉매의 소정의 온도 상승이 검출되면, 냉매의 공급량을 증량하거나, 라디에이터를 통과하여 냉각된 냉매를 공급함으로써, 연료 전지를 냉각한다. 그러나, 냉매의 온도 검출을 행하는 온도 검출부에 냉각된 냉매가 도착할 때까지는 소정의 시간이 걸린다. 이 결과, 온도 검출부에 의해 냉매의 온도 상승이 검출되는 경우가 있다. 그리고, 이 온도 상승에 기초하여 하한 전압을 상승시키는 제어가 실행되고, 출력 제한이 걸려 버리는 경우가 있다. 이와 같이, 단순히 냉매의 온도에 기초하여 하한 전압을 변경하는 제어를 행하고 있으면, 과도한 출력 제한이 걸려, 양호한 출력 응답성이 얻어지지 않는 경우가 있다. 본 발명은 상기 과제를 감안하여, 출력 응답성이 양호한 연료 전지 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 연료 전지와, 상기 연료 전지에 접속되고, 상기 연료 전지를 냉각하는 냉매가 유통하는 냉매 경로와, 상기 냉매 경로에 있어서의 냉매의 온도를 검출하는 온도 검출부와, 상기 온도 검출부에 의해 검출된 상기 냉매의 온도를 보정함으로써, 온도 보정값을 산출하는 온도 보정부와, 상기 온도 보정값에 기초하여 상기 연료 전지의 하한 전압을 제어하는 하한 전압 제어부를 구비하고, 상기 온도 보정부는, 상기 온도 보정값을 T_filt, 전회의 온도 보정값을 T_filt _{_old}, 상기 냉매의 온도를 T, 계수를 τ라고 한 경우, 이하의 식에 기초하여 온도 보정값을 산출하고, 상기 계수는, 상기 냉매의 온도가 소정 이상인 경우의 상기 계수에 대해, 상기 냉매의 온도가 소정 값 미만인 경우의 상기 계수가 크게 설정되어 있는 연료 전지 시스템이다.

[식 1]

본 발명에 따르면, 출력 응답성이 양호한 연료 전지 시스템을 제공할 수 있다.

도 1의 (a)는 실시예 1에 관한 연료 전지 시스템을 예시하는 블록도. 도 1의 (b)는 제어부의 구성을 예시하는 기능 블록도.
도 2의 (a)는 하한 전압과 온도 보정값의 관계의 일례를 나타내는 도면. 도 2의 (b)는 시상수의 온도 변화의 일례를 나타내는 도면. 도 2의 (c)는 수온 및 온도 보정값의 시간 변화의 일례를 나타내는 도면. 도 2의 (d)는 전압의 시간 변화의 일례를 나타내는 도면.
도 3은 연료 전지 시스템의 처리를 나타내는 흐름도의 일례.

도면을 이용하여, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.

실시예 1

도 1의 (a)는 실시예 1에 관한 연료 전지 시스템(100)을 예시하는 블록도이다. 연료 전지 시스템(100)은 차량의 차륜을 구동하는 구동용 전원을 공급하기 위한 시스템으로서, 연료 전지 자동차나 전기 자동차 등에 탑재되어 사용된다. 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 연료 전지 시스템(100)은 CPU(Central Processing Unit:중앙 연산 처리 장치)(10), 연료 전지(Fuel Cell:FC)(20), 수소 탱크(22) 및 라디에이터(24)를 구비한다. CPU(10)는 제어부의 일례이다. 라디에이터(24)는 냉각부의 일례이다.

연료 전지(20)에는, 공기 공급 유로(30), 공기 배출 유로(32), 연료 가스 공급 유로(34) 및 연료 가스 배출 유로(35)가 접속되어 있다. 연료 가스 공급 유로(34)와 연료 가스 배출 유로(35) 사이에는 연료 가스 순환 유로(36)가 접속되어 있다. 연료 가스 순환 유로(36)에는 기액 분리기(37)가 설치되어 있다. 연료 가스 공급 유로(34), 연료 가스 배출 유로(35) 및 연료 가스 순환 유로(36)는 연료 가스인 수소 가스가 순환하는 연료 가스 경로를 형성한다.

공기 공급 유로(30)에는 밸브(43)가 설치되고, 연료 가스 공급 유로(34)에는 밸브(44)가 설치되어 있다. 또한 외부 배출 유로(38)에는 밸브(45)가 설치되어 있다. 밸브(43)는 공기의 유량을 조절한다. 밸브(44)는 연료 가스의 유량을 조절한다. 밸브(45)는 일단 연료 전지(20) 내를 통과한 연료 오프 가스의 일부 및 불순물을, 연료 가스 경로로부터 외부로 배출하기 위한 밸브이다. 밸브(45)가 개방됨으로써, 연료 오프 가스의 일부 및 불순물은 연료 가스 경로로부터 외부 배출 유로(38)로 흐르고, 외부로 배출된다.

또한, 연료 전지(20)에는 냉매 공급 유로(39) 및 냉매 배출 유로(40)가 접속되어 있다. 냉매 순환 유로(41 및 42)는, 각각 냉매 공급 유로(39)와 냉매 배출 유로(40) 사이에 접속되어 있다. 냉매 공급 유로(39), 냉매 배출 유로(40), 냉매 순환 유로(41 및 42)는 냉매 경로를 형성하고 있다. 냉매 배출 유로(40)에는 3방 밸브(48)가 설치되어 있고, 3방 밸브(48)의 출구의 하나에 냉매 순환 유로(41)가 접속되고, 다른 출구에 냉매 순환 유로(42)가 접속되어 있다. 냉매 순환 유로(42)에는 라디에이터(24)가 설치되어 있다.

연료 가스 순환 유로(36)에는 펌프(46)가 설치되어 있다. 냉매 공급 유로(39)에는 펌프(47)가 설치되어 있다. 펌프(46 및 47)는, 예를 들어 루트 펌프, 스크류 펌프 또는 터보 펌프 등으로 할 수 있다.

공기는, 대기로부터 공기 공급 유로(30)를 통하여 연료 전지(20)의 공기측 극(산화제극)에 공급된다. 수소 가스는 수소 탱크(22)에 저류되고, 연료 가스 공급 유로(34)를 통하여 연료 전지(20)의 수소측 극(연료극)에 공급된다. 연료 전지(20)는 연료 가스로서 수소 가스, 산화제로서 산소를 포함하는 공기를 사용하여 발전한다. 발전된 전력은, 차량의 주행을 위한 모터, 조명, 공조 및 오디오 등의 기기에 이용된다. 전압계(51)는 연료 전지(20)가 발전하는 전압(발전 전압)을 검출한다.

연료 전지(20)에 있어서의 반응 후의 공기는, 공기 배출 유로(32)를 통하여 외부로 배출된다. 반응에 있어서 소비되지 않은 수소 가스는, 연료 가스 배출 유로(35)로부터 배출되고, 연료 가스 순환 유로(36)를 통하여 연료 가스 공급 유로(34)를 순환하고, 다시 연료 전지(20)에 공급된다.

냉각수(냉매)는 냉매 공급 유로(39)를 통하여 연료 전지(20)에 공급되고, 연료 전지(20)를 냉각한다. 냉각 후의 냉각수는 냉매 배출 유로(40)에 배출된다. 냉각수는, 냉매 순환 유로(41 및 42)의 한쪽, 또는 양쪽을 흐르고, 다시 냉매 공급 유로(39) 및 연료 전지(20)에 공급된다. 냉매 순환 유로(42)를 흐르는 냉각수는, 라디에이터(24)에 있어서 냉각된다. 3방 밸브(48)의 개폐 상태를 바꿈으로써, 냉각수가 흐르는 경로를 바꿀 수 있다. 예를 들어 냉각수가 고온이면, 냉매 배출 유로(40)와 냉매 순환 유로(42)를 접속하고, 냉각수를 라디에이터(24)에 의해 냉각한다.

온도 센서(50)는 온도 검출부의 일례이며, 예를 들어 서미스터이다. 온도 센서(50)는 냉매 배출 유로(40) 내의 라디에이터(24)보다 상류측, 즉 연료 전지(20)로부터의 출구 부근에 설치되어 있다. 온도 센서(50)는 연료 전지(20) 냉각 후의 냉각수의 온도(수온)를 검출한다. 수온은 연료 전지(20)의 온도와 상관성을 갖고 있고, 연료 전지(20)가 저온이면 수온도 낮고, 연료 전지(20)가 고온이면 수온도 높다.

도 1의 (b)는 CPU(10)의 구성을 예시하는 기능 블록도이다. 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, CPU(10)는, 온도 취득부(12), 전압 제어부(14), 하한 전압 제어부(16) 및 온도 보정부(18)로서 기능한다.

온도 취득부(12)는 온도 센서(50)가 검출한 수온을 취득한다. 전압 제어부(14)는 전압계(51)로부터 연료 전지(20)의 발전 전압을 취득하고, 발전 전압이 하한 전압보다 높아지도록, 발전 전압을 제어한다. 예를 들어 전압 제어부(14)는 밸브(43)의 개방도를 변경함으로써 연료 전지(20)에의 공기의 유량을 조정하고, 펌프(46)의 회전수 및 밸브(44)의 개방도 등을 변경함으로써 연료 전지(20)에의 수소 가스의 유량을 조정할 수 있다. 전압 제어부(14)는 이와 같은 조정을 행함으로써, 발전 전압을 제어한다.

하한 전압 제어부(16)는 수온에 따라 발전 전압의 하한인 하한 전압 V_ll을 제어한다. 하한 전압 V_ll은 온도 보정값 T_filt의 함수이다. 온도 보정값 T_filt는, 수온으로부터 산출되는 값이며, 하한 전압 V_ll을 설정하기 위한 파라미터이다.

온도 보정부(18)는 온도 보정값 T_filt를 다음 식에 기초하여 산출한다. 식 중의 T_filt는 온도 보정값이며, T_filt _{_old}는 T_filt보다도, 단위 시간을 소급한 타이밍에 있어서의 온도 보정값(전회의 온도 보정값)이다. T는 수온, τ는 온도 보정값 T_filt를 계산하기 위한 시상수(계수)이다.

<식 1>

식 1에 나타내는 바와 같이, 온도 보정값 T_filt는, 수온 T와 전회에 산출된 값 T_filt _{_old}의 차를 시상수 τ로 제산하여 얻은 값을, T_filt _{_old}에 더함으로써 얻어진다. 이와 같은 필터 처리를 행함으로써, 수온 T의 급격한 변화 변동 성분을 억제하여, 안정된 온도 보정값 T_filt를 얻는다. 시상수 τ가 작을수록 온도 보정값 T_filt의 변화의 정도(변화율)는 커지고, τ가 클수록 온도 보정값 T_filt의 변화율은 작아진다.

도 2의 (a)는 하한 전압 V_ll과 온도 보정값 T_filt의 관계의 일례를 나타내는 도면이다. 횡축은 온도 보정값 T_filt를 나타내고, 종축은 하한 전압 V_ll을 나타낸다. 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 온도 보정값 T_filt가 T_filt _{_1}(예를 들어 65℃) 미만에서는, 하한 전압은 최저값인 V_O이다. 한편, 온도 보정값 T_filt가 T_filt _{_1}보다 큰 경우, 하한 전압은 V_O보다 커진다. 또한 온도 보정값 T_filt가 T_filt _{_2}(예를 들어 85℃) 이상에서는, 하한 전압은 최고값인 V_X이다. 이와 같이, 하한 전압 V_ll은 온도 보정값 T_filt에 의존하여 변화된다. 전술한 바와 같이, 시상수 τ가 작을수록 온도 보정값 T_filt의 변화율은 커지고, 온도 보정값 T_filt의 변화율이 커질수록 하한 전압 V_ll의 변화율도 커진다. 즉, 시상수 τ가 작을수록 하한 전압 V_ll의 변화율도 커진다. 반대로, τ가 클수록, 온도 보정값 T_filt의 변화율은 작아지고, V_ll의 변화율도 작아진다.

도 2의 (b)는 시상수의 온도 변화의 일례를 나타내는 도면이다. 도 2의 (b)의 횡축은 수온 T, 종축은 시상수 τ를 나타낸다. 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 시상수 τ는 수온 T와 함께 변화된다. 수온 T가 T2(예를 들어 70℃) 미만에 있어서, 시상수 τ는 τ1(예를 들어 10초)이다. 수온 T가 T3(예를 들어 75℃) 이상에 있어서, 시상수 τ는 τ1보다 작은 τ2(예를 들어 1초)로 된다. T1은 예를 들어 65℃이고, T2 및 T3보다 낮은 온도이다.

도 2의 (c)는 수온 및 온도 보정값의 시간 변화의 일례를 나타내는 도면이다. 도 2의 (d)는 전압의 시간 변화의 일례를 나타내는 도면이다. 도 2의 (c) 및 도 2의 (d)의 횡축은 시간을 나타낸다. 도 2의 (c)의 종축은 수온 T 및 온도 보정값 T_filt를 나타낸다. 또한, 실선은 수온 T, 파선은 온도 보정값 T_filt를 나타낸다. 도 2의 (d)의 종축은 전압을 나타내고, 실선은 실시예 1에 있어서의 하한 전압 V_ll을, 파선은 발전 전압을 나타낸다. 또한, 일점쇄선은, 비교예로서, τ를 변화시키지 않는 경우의 하한 전압을 나타낸다(τ는 예를 들어 후술하는 τ2에 고정).

도 2의 (c)에 나타내는 시간 t1에 있어서 드라이버는 차량의 액셀러레이터를 답입한다(액셀러레이터를 온으로 한다). 연료 전지(20)의 발열에 수반하여, 냉각수의 수온 T는 상승을 개시한다. 또한, 이때 하한 전압 V_ll은 최저값 V_O이다. 시간 t2에 있어서 수온 T는 T1(제1 온도, 예를 들어 65℃)로 된다. 시간 t3에 있어서 수온 T는 T2 정도에 도달하고, 그 후 하강하고, 시간 t4에 있어서 T1 미만으로 된다. 이때, 식 1의 시상수 τ는 도 2의 (b)에 나타낸 τ1이다. 시상수 τ가 크기 때문에, 온도 보정값 T_filt의 변화율은 작다. 구체적으로는, 도 2의 (c)에 나타내는 바와 같이 온도 보정값 T_filt는 완만하게 상승하는데, 도 2의 (a)의 T_filt _{_1}(예를 들어 65℃) 미만이기 때문에, 도 2의 (d)에 나타내는 바와 같이, 시간 t2∼t4에 있어서 하한 전압 V_ll은 최저값 V_O로 된다.

도 2의 (c)에 나타내는 바와 같이, 시간의 경과와 함께 수온 T는 다시 상승하고, 시간 t5에 있어서 T1 이상으로 된다. 이때, 온도 보정값 T_filt도 도 2의 (a)에 있어서의 T_filt _{_1} 이상으로 된다. 이로 인해, 도 2의 (d)에 나타내는 바와 같이, 하한 전압 V_ll은 최저값 V_O보다 커진다. 시간 t6에 있어서 수온 T는 T3(제2 온도, 예를 들어 75℃) 이상으로 된다. 이때, 시상수 τ는 도 2의 (b)에 나타낸 τ2로 된다. τ가 τ1보다 작은 τ2로 되기 때문에, 온도 보정값 T_filt는 급격하게 커지고, 수온 T에 접근한다[도 2의 (c) 참조]. 온도 보정값 T_filt가 급상승하기 때문에, 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이 하한 전압 V_ll의 변화율도 커진다. 발전 전압은 시간 t1∼t6에 있어서는 거의 일정하고, 시간 t7 이후에 있어서는 하한 전압 V_ll과 거의 동일 정도로 되고, V_ll과 함께 상승한다. 온도 보정값 T_filt가 도 2의 (a)에 있어서의 T_filt _{_2} 이상으로 된 경우에, 하한 전압 V_ll은 최고값인 V_X에 도달하고, 그 후는 최고값 V_X를 유지한다.

한편, 도 2의 (d)에 일점쇄선으로 나타낸 비교예에 있어서는, 하한 전압 V_ll이 시간 t2∼t4에 있어서 일시적으로 상승한다. 비교예에서는, 시상수 τ에 기초하여 온도 보정값을 산출하지 않고 수온 T에 기초하여 하한 전압 V_ll을 제어하거나, 또는 τ2(예를 들어 1초)와 같은 작은 값에서 일정한 시상수에 기초하여 하한 전압 V_ll을 제어한다. 이로 인해, 비교예에 있어서는, 하한 전압 V_ll이 크게 변화된다. 즉, 도 2의 (c)에 나타내는 수온 T가 일시적인 상승에 수반하여, 하한 전압 V_ll도 커진다(시간 t2∼t4). 비교예에 있어서는, 하한 전압 V_ll의 상승과 함께, 발전 전압도 커지기 때문에, 출력 전류가 저하되어 버린다.

도 3은 연료 전지 시스템(100)의 처리를 나타내는 흐름도이다. 도 3의 처리는, 예를 들어 드라이버가, 연료 전지 시스템(100)을 탑재한 차량에 있어서 WOT를 행할 때에 실행된다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 온도 취득부(12)는 온도 센서(50)가 검출한 수온 T를 취득한다(스텝 S10).

이어서, 온도 보정부(18)는 전회의 온도 보정값 T_filt _{_old}를 취득한다(스텝 S12). 온도 보정값의 이력은, 예를 들어 도시하지 않은 기억부(ROM, RAM 등의 메모리)에 기억되어 있다.

온도 보정부(18)는 도 2의 (b)에 나타내는 맵 등에 기초하여, 수온 T에 따른 시상수 τ를 취득한다(스텝 S14).

다음으로 온도 보정부(18)는 상기한 식 1을 이용하여, 온도 보정값 T_filt를 산출한다(스텝 S16).

그 후, 하한 전압 제어부(16)는 산출된 온도 보정값 T_filt에 기초하여, 하한 전압 V_ll을 설정한다(스텝 S18). 스텝 S18 이후, 처리는 종료된다.

실시예 1에 의하면, 온도 보정부(18)는 수온 T를 보정함으로써 온도 보정값을 산출하고, 하한 전압 제어부(16)는 온도 보정값에 기초하여 연료 전지(20)의 하한 전압을 제어한다. 이때 온도 보정부(18)는 수온 T가 T3 이상인 경우에 있어서의 시상수 τ에 대해, 수온 T가 T2 미만인 경우의 시상수를 크게 한다.

구체적으로, 수온 T가 T1 이상 또한 T3 미만인 경우, 온도 보정부(18)는 시상수 τ를 도 2의 (b)의 τ1로 한다. 이로 인해, 온도 보정값 T_filt의 변화율은 작아지고, 하한 전압 V_ll의 변화율도 작아진다. 따라서, 발전 전압의 상승은 억제되고, 연료 전지(20)의 출력 전류의 저하는 억제된다. 이 결과, 양호한 출력 응답성이 얻어진다. 예를 들어 도 2의 (c) 및 도 2의 (d)의 t2∼t4와 같이 일시적으로 수온 T가 상승해도, 하한 전압 V_ll의 상승 폭은 작기 때문에, 출력 응답성은 양호하다. 즉, 라디에이터(24)에 의해 냉각된 냉각수가 연료 전지(20)에 흐를 때까지의 시간에, 수온 T의 일시적인 상승이 검출되어도, 과도한 출력 제한은 억제된다. 이에 의해, 드라이버가 액셀러레이터를 답입한 때에 충분한 구동력이 얻어진다.

또한, 수온 T가 T3 이상인 경우, 온도 보정부(18)는 시상수 τ를 도 2의 (b)의 τ2로 한다. 이로 인해, 온도 보정값 T_filt의 변화율은 커지고, 하한 전압 V_ll의 변화율도 커진다. 따라서, 수온의 상승에 수반하여 하한 전압 V_ll은 상승하고, 발전 전압도 높아진다. 하한 전압 V_ll 및 발전 전압은 예를 들어 도 2의 (d)에 나타내는 바와 같이 V_X로 된다. 이와 같이 발전 전압이 상승함으로써, 연료 전지(20)의 발열이 억제되어, 연료 전지(20) 내의 수분의 증발이 억제된다. 따라서, 연료 전지(20)의 발전 성능의 열화가 억제된다.

온도 센서(50)는 라디에이터(24)보다도 상류측에 설치되어 있다. 이로 인해, 온도 센서(50)가 검출하는 수온 T는, 라디에이터(24)에 의한 냉각 전의 온도이며, 연료 전지(20)의 발열의 상태를 직접 반영한다. 예를 들어 WOT 운전의 개시 직후에는 연료 전지(20)의 발열에 의해, 수온 T가 급상승하는 경우가 있다. 라디에이터(24)에 의해 냉각된 냉각수가 온도 센서(50)에 도달할 때까지는 시간이 걸린다. 이로 인해, 온도 센서(50)는 수온 T의 상승을 검출한다. 시상수 τ가 작은 경우, 수온 T가 급상승하면, 온도 보정값 T_filt도 급격하게 커져 버린다. 이로 인해, 도 2의 (d)의 비교예와 같이 하한 전압 V_ll이 상승하고, 발전 전압도 상승, 출력 전류가 저하되어 버린다. 실시예 1에 의하면, 수온 T가 상승해도, 수온 T가 T3에 도달할 때까지는, 온도 보정부(18)는 시상수 τ를 크게 하고, 하한 전압 V_ll의 상승률을 작게 한다. 이에 의해 발전 전압의 상승은 억제된다. 이로 인해, 출력 전압의 저하는 억제되어, 운전 개시의 직후로부터 우수한 응답성을 얻을 수 있다.

또한, 온도 센서(50)는 냉매 배출 유로(40)의 어디에 설치되어도 되고, 특히 연료 전지(20)의 냉각수 출구 부근에 설치되는 것이 바람직하다. 냉각에 사용된 직후의 냉각수의 온도를 검출할 수 있기 때문이다. 또한, 라디에이터(24) 이외에 예를 들어 라디에이터 등의 열교환기를 설치해도 된다. T_filt _{_1}, T1, T2 및 T3은 상기 이외의 값이어도 된다.

이상, 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이러한 특정한 실시예로 한정되는 것은 아니고, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지 범위 내에 있어서, 다양한 변형·변경이 가능하다.

10 : CPU
12 : 온도 취득부
14 : 전압 제어부
16 : 하한 전압 제어부
18 : 온도 보정부
20 : 연료 전지
24 : 라디에이터
39 : 냉매 공급 유로
40 : 냉매 배출 유로
41, 42 : 냉매 순환 유로
50 : 온도 센서

Claims

연료 전지와,
상기 연료 전지에 접속되고, 상기 연료 전지를 냉각하는 냉매가 유통하는 냉매 경로와,
상기 냉매 경로에 있어서의 냉매의 온도를 검출하는 온도 검출부와,
상기 온도 검출부에 의해 검출된 상기 냉매의 온도를 보정함으로써, 온도 보정값을 산출하는 온도 보정부와,
상기 온도 보정값에 기초하여 상기 연료 전지의 하한 전압을 제어하는 하한 전압 제어부를 구비하고,
상기 온도 보정부는, 상기 온도 보정값을 T_filt, 전회의 온도 보정값을 T_{filt_old}, 상기 냉매의 온도를 T, 계수를 τ라고 한 경우, 이하의 식에 기초하여 온도 보정값을 산출하고,
상기 계수는, 상기 냉매의 온도가 소정 이상인 경우의 상기 계수에 대해, 상기 냉매의 온도가 소정 값 미만인 경우의 상기 계수가 크게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 연료 전지 시스템.
<식 1>