RU2012149572A - Комплекс топливного элемента и способ управления им - Google Patents

Комплекс топливного элемента и способ управления им Download PDF

Info

Publication number
RU2012149572A
RU2012149572A RU2012149572/07A RU2012149572A RU2012149572A RU 2012149572 A RU2012149572 A RU 2012149572A RU 2012149572/07 A RU2012149572/07 A RU 2012149572/07A RU 2012149572 A RU2012149572 A RU 2012149572A RU 2012149572 A RU2012149572 A RU 2012149572A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel cell
output
control unit
current
correlation
Prior art date
Application number
RU2012149572/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2531504C2 (ru
Inventor
Сюя КАВАХАРА
Манабу КАТО
Хидеюки КУМЭЙ
Original Assignee
Тойота Дзидося Кабусики Кайся
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 Тойота Дзидося Кабусики Кайся filed Critical Тойота Дзидося Кабусики Кайся
Publication of RU2012149572A publication Critical patent/RU2012149572A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2531504C2 publication Critical patent/RU2531504C2/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • 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
    • 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
    • H01M8/04298—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
    • 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
    • H01M8/04544—Voltage
    • H01M8/04552—Voltage of the individual fuel cell
    • 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
    • H01M8/04544—Voltage
    • H01M8/04559—Voltage 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
    • H01M8/04313—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
    • H01M8/04634—Other electric variables, e.g. resistance or impedance
    • H01M8/04649—Other electric variables, e.g. resistance or impedance 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
    • H01M8/04313—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
    • H01M8/04664—Failure or abnormal function
    • H01M8/04679—Failure or abnormal function 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
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04768—Pressure; Flow of the coolant
    • 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
    • H01M8/04828—Humidity; Water content
    • H01M8/04835—Humidity; Water content 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
    • H01M8/04925—Power, energy, capacity or load
    • H01M8/0494—Power, energy, capacity or load 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
    • H01M8/04955—Shut-off or shut-down of fuel cells
    • 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
    • H01M8/04992—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the implementation of mathematical or computational algorithms, e.g. feedback control loops, fuzzy logic, neural networks or artificial intelligence
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)

Abstract

1. Комплекс топливного элемента, который выдает электроэнергию в ответ на запрос от внешней нагрузки, содержащий:топливный элемент, имеющий по меньшей мере один вырабатывающий электроэнергию элемент;блок обнаружения отрицательного напряжения, сконфигурированный для обнаружения отрицательного напряжения в указанном по меньшей мере одном вырабатывающем электроэнергию элементе;блок управления, сконфигурированный для регулирования выходной электрической мощности топливного элемента; иблок определения суммарной величины тока, сконфигурированный для определения суммарной величины тока, которую получают путем интегрирования по времени выходного тока топливного элемента, при этомблок управления сконфигурирован для предварительного запоминания корреляции между суммарными величинами тока, допустимыми в период, в течение которого генерируется отрицательное напряжение в указанном по меньшей мере одном вырабатывающем электроэнергию элементе, и плотностями тока, допустимыми в указанный период, а такжеблок управления сконфигурирован, чтобы выполнять процесс ограничения выхода для ограничения выходной электрической мощности топливного элемента, с тем чтобы попадать в допустимый рабочий диапазон, определяемый допустимыми суммарными величинами тока и допустимыми плотностями тока указанной корреляции, когда в указанном по меньшей мере одном вырабатывающем электроэнергию элементе обнаружено отрицательное напряжение.2. Комплекс топливного элемента по п.1, в которомкогда корреляция отображается графиком, на котором по первой оси указана суммарная величина тока, а по второй оси указана плотность тока т�

Claims (20)

1. Комплекс топливного элемента, который выдает электроэнергию в ответ на запрос от внешней нагрузки, содержащий:
топливный элемент, имеющий по меньшей мере один вырабатывающий электроэнергию элемент;
блок обнаружения отрицательного напряжения, сконфигурированный для обнаружения отрицательного напряжения в указанном по меньшей мере одном вырабатывающем электроэнергию элементе;
блок управления, сконфигурированный для регулирования выходной электрической мощности топливного элемента; и
блок определения суммарной величины тока, сконфигурированный для определения суммарной величины тока, которую получают путем интегрирования по времени выходного тока топливного элемента, при этом
блок управления сконфигурирован для предварительного запоминания корреляции между суммарными величинами тока, допустимыми в период, в течение которого генерируется отрицательное напряжение в указанном по меньшей мере одном вырабатывающем электроэнергию элементе, и плотностями тока, допустимыми в указанный период, а также
блок управления сконфигурирован, чтобы выполнять процесс ограничения выхода для ограничения выходной электрической мощности топливного элемента, с тем чтобы попадать в допустимый рабочий диапазон, определяемый допустимыми суммарными величинами тока и допустимыми плотностями тока указанной корреляции, когда в указанном по меньшей мере одном вырабатывающем электроэнергию элементе обнаружено отрицательное напряжение.
2. Комплекс топливного элемента по п.1, в котором
когда корреляция отображается графиком, на котором по первой оси указана суммарная величина тока, а по второй оси указана плотность тока топливного элемента, то корреляция отображается в виде обращенной выпуклостью вниз кривой, по которой допустимая плотность тока уменьшается при увеличении допустимой суммарной величины тока.
3. Комплекс топливного элемента по п.2, в котором
блок управления сконфигурирован так, чтобы в процессе ограничения выхода при возрастании суммарной величины тока уменьшать плотность тока топливного элемента по обращенной выпуклостью вниз кривой, которая указывает максимальные значения допустимых плотностей тока.
4. Комплекс топливного элемента по любому из п.п.1-3, дополнительно содержащий:
блок регулирования рабочего состояния, сконфигурированный так, чтобы включать по меньшей мере увлажнительный блок, регулирующий степень влажности химически активного газа, подаваемого в топливный элемент, для регулирования уровня влажности внутри топливного элемента, или блок подачи хладагента, регулирующий расход хладагента, подаваемого в топливный элемент, для регулирования рабочей температуры топливного элемента; и
блок изменения корреляции, сконфигурированный для изменения корреляции в ответ на по меньшей мере уровень влажности внутри топливного элемента или рабочую температуру топливного элемента, при этом
блок управления сконфигурирован так, чтобы, когда плотность тока, соответствующая выходному току, требуемому внешней нагрузкой, в период, в течение которого генерируется отрицательное напряжение в указанном по меньшей мере одном вырабатывающем электроэнергию элементе, превышает заданное значение, заставить блок регулирования рабочего состояния регулировать по меньшей мере уровень влажности внутри топливного элемента или рабочую температуру топливного элемента для расширения допустимого рабочего диапазона таким образом, что блок изменения корреляции изменяет корреляцию.
5. Комплекс топливного элемента по любому из п.п.1-3, в котором
блок управления сконфигурирован так, чтобы, когда процесс ограничения выхода завершается, в энергонезависимой памяти сохранять суммарную величину выходного тока топливного элемента в процессе ограничения выхода, а также блок управления сконфигурирован так, чтобы, когда процесс ограничения выхода возобновляется, выполнять процесс ограничения тока с использованием итоговой суммарной величины тока, получаемой путем сложения сохраненной суммарной величины тока с суммарной величиной выходного тока топливного элемента после возобновления процесса ограничения выхода.
6. Комплекс топливного элемента по любому из п.п.1-3, дополнительно содержащий
блок предупредительной сигнализации, сконфигурированный для оповещения пользователя о деградации топливного элемента, при этом
блок управления сконфигурирован для предварительного запоминания нижнего предельного значения плотности тока топливного элемента, а также блок управления сконфигурирован так, чтобы, когда плотность тока топливного элемента ниже, чем нижнее предельное значение в процессе ограничения выхода, заставить блок принудительной сигнализации оповещать пользователя о деградации топливного элемента.
7. Комплекс топливного элемента по любому из п.п.1-3, дополнительно содержащий
блок подачи хладагента, сконфигурированный для подачи хладагента в топливный элемент, чтобы тем самым регулировать температуру топливного элемента; и
блок измерения температуры, сконфигурированный для измерения рабочей температуры топливного элемента, при этом
блок управления сконфигурирован так, чтобы в процессе ограничения выхода получать оценочную величину нагрева топливного элемента, которая является величиной нагрева топливного элемента, когда топливный элемент заставляют производить электроэнергию при плотности тока, основанной на значении команды плотности тока для топливного элемента, и регулировать количество хладагента, подаваемого в топливный элемент блоком подачи хладагента, на основании рабочей температуры, измеренной блоком измерения температуры, и оценочной величины нагрева.
8. Комплекс топливного элемента по п.7, в котором
блок управления сконфигурирован так, чтобы в процессе ограничения выхода использовать оценочную величину нагрева и рабочую температуру, измеренную блоком измерения температуры, для вычисления оценочного повышения температуры топливного элемента, когда топливный элемент заставляют производить электроэнергию в течение заданного периода времени, пока в топливный элемент подается хладагент, при этом блок управления сконфигурирован так, чтобы когда оценочное повышение температуры ниже или равно заданному пороговому значению, заставлять топливный элемент вырабатывать электроэнергию в состоянии, в котором блок подачи хладагента заставляют прекратить подачу хладагента в топливный элемент.
9. Комплекс топливного элемента по п.8, в котором
блок управления сконфигурирован так, чтобы в процессе ограничения выхода, когда скорость повышения рабочей температуры топливного элемента ниже предварительно установленного порогового значения, заставить топливный элемент вырабатывать электроэнергию в состоянии, в котором блок подачи хладагента заставляют прекратить подачу хладагента в топливный элемент.
10. Способ управления комплексом топливного элемента, производящим в ответ на запрос от внешней нагрузки электроэнергию, вырабатываемую топливным элементом, имеющим по меньшей мере один вырабатывающий электроэнергию элемент, содержащий:
обнаружение отрицательного напряжения в указанном по меньшей мере одном вырабатывающем электроэнергию элементе;
определение суммарной величины тока, получаемой интегрированием по времени выходного тока топливного элемента в период, в течение которого в указанном по меньшей мере одном вырабатывающем электроэнергию элементе генерируется отрицательное напряжение;
обращение к предварительно установленной корреляции между суммарными величинами тока, допустимыми в период, в течение которого в указанном по меньшей мере одном вырабатывающем электроэнергию элементе генерируется отрицательное напряжение, и плотностями тока, допустимыми в указанный период; и
выполнение процесса ограничения выхода для ограничения выходной электрической мощности топливного элемента так, чтобы попадать в допустимый рабочий диапазон, определяемый допустимыми суммарными величинами тока и допустимыми плотностями тока указанной корреляции.
11. Комплекс топливного элемента, который производит электроэнергию, вырабатываемую в ответ на запрос от внешней нагрузки, содержащий:
топливный элемент, имеющий по меньшей мере один вырабатывающий электроэнергию элемент;
блок управления, сконфигурированный для регулирования выходной электрической мощности топливного элемента;
блок определения суммарной величины тока, сконфигурированный для определения суммарной величины тока, которую получают путем интегрирования по времени выходного тока топливного элемента, при этом
блок управления сконфигурирован для предварительного запоминания корреляции между суммарными величинами тока, допустимыми в период, в течение которого генерируется отрицательное напряжение в указанном по меньшей мере одном вырабатывающем электроэнергию элементе, и плотностями тока, допустимыми в указанный период, а также
блок управления сконфигурирован так, чтобы, когда удовлетворяется предварительно установленное условие окружающей среды, указывающее возможность генерирования отрицательного напряжения, определять, что в указанном по меньшей мере одном вырабатывающем электроэнергию элементе генерируется отрицательное напряжение и затем выполнять процесс ограничения выхода для ограничения выходной электрической мощности топливного элемента так, чтобы попадать в допустимый рабочий диапазон, определяемый допустимыми суммарными величинами тока и допустимыми плотностями тока указанной корреляции.
12. Комплекс топливного элемента по п.11, в котором,
когда корреляция отображается графиком, на котором по первой оси указана суммарная величина тока топливного элемента, а по второй оси указана плотность тока топливного элемента, корреляция отображается в виде обращенной выпуклостью вниз кривой, по которой допустимая плотность тока уменьшается при увеличении допустимой суммарной величины тока.
13. Комплекс топливного элемента по п.12, в котором
блок управления (20) сконфигурирован так, чтобы в процессе ограничения выхода при возрастании суммарной величины тока уменьшать плотность тока топливного элемента по обращенной выпуклостью вниз кривой, которая указывает максимальные значения допустимых плотностей тока.
14. Комплекс топливного элемента по любому из п.п.11-13, дополнительно содержащий
блок регулирования рабочего состояния, сконфигурированный так, чтобы включать по меньшей мере увлажнительный блок, регулирующий степень влажности химически активного газа, подаваемого в топливный элемент, для регулирования уровня влажности внутри топливного элемента, или блок подачи хладагента, регулирующий расход хладагента, подаваемого в топливный элемент, для регулирования рабочей температуры топливного элемента; и
блок изменения корреляции, сконфигурированный для изменения корреляции в ответ на по меньшей мере уровень влажности внутри топливного элемента или рабочую температуру топливного элемента, при этом
блок управления сконфигурирован так, чтобы, когда плотность тока, соответствующая выходному току, требуемому внешней нагрузкой, в период, в течение которого генерируется отрицательное напряжение в указанном по меньшей мере одном вырабатывающем электроэнергию элементе, превышает заданное значение, заставить блок регулирования рабочего состояния регулировать по меньшей мере уровень влажности внутри топливного элемента или рабочую температуру топливного элемента для расширения допустимого рабочего диапазона таким образом, что блок изменения корреляции изменяет корреляцию.
15. Комплекс топливного элемента по любому из пп.11-13, в котором блок управления сконфигурирован так, чтобы, когда процесс ограничения выхода завершается, в энергонезависимой памяти сохранять суммарную величину выходного тока топливного элемента в процессе ограничения выхода, а также блок управления сконфигурирован так, чтобы когда процесс ограничения выхода возобновляется, выполнять процесс ограничения тока с использованием итоговой суммарной величины тока, получаемой путем сложения сохраненной суммарной величины тока с суммарной величиной выходного тока топливного элемента после возобновления процесса ограничения выхода.
16. Комплекс топливного элемента по любому из п.п.11-13, дополнительно содержащий
блок предупредительной сигнализации, сконфигурированный для оповещения пользователя о деградации топливного элемента, при этом
блок управления сконфигурирован для предварительного запоминания нижнего предельного значения плотности тока топливного элемента, а также блок управления сконфигурирован так, чтобы, когда плотность тока топливного элемента ниже, чем нижнее предельное значение в процессе ограничения выхода, заставить блок принудительной сигнализации оповещать пользователя о деградации топливного элемента.
17. Комплекс топливного элемента по любому из п.п.11-13, дополнительно содержащий
блок подачи хладагента, сконфигурированный для подачи хладагента в топливный элемент, чтобы тем самым регулировать температуру топливного элемента; и
блок измерения температуры, сконфигурированный для измерения рабочей температуры топливного элемента, при этом
блок управления сконфигурирован так, чтобы в процессе ограничения выхода получать оценочную величину нагрева топливного элемента, которая является величиной нагрева топливного элемента, когда топливный элемент заставляют производить электроэнергию при плотности тока, основанной на значении команды плотности тока для топливного элемента, и регулировать количество хладагента, подаваемого в топливный элемент блоком подачи хладагента, на основании рабочей температуры, измеренной блоком измерения температуры, и оценочной величины нагрева.
18. Комплекс топливного элемента по п.17, в которой:
блок управления сконфигурирован так, чтобы в процессе ограничения выхода использовать оценочную величину нагрева и рабочую температуру, измеренную блоком измерения температуры, для вычисления оценочного повышения температуры топливного элемента, когда топливный элемент заставляют производить электроэнергию в течение заданного периода времени, пока в топливный элемент подается хладагент, а также блок управления сконфигурирован так, чтобы, когда оценочное повышение температуры ниже или равно заданному пороговому значению, заставлять топливный элемент вырабатывать электроэнергию в состоянии, в котором блок подачи хладагента заставляют прекратить подачу хладагента в топливный элемент.
19. Комплекс топливного элемента по п.18, в котором
блок управления сконфигурирован так, чтобы в процессе ограничения выхода, когда скорость повышения рабочей температуры топливного элемента ниже предварительно установленного порогового значения, заставить топливный элемент вырабатывать электроэнергию в состоянии, в котором блок подачи хладагента заставляют прекратить подачу хладагента в топливный элемент.
20. Способ управления комплексом топливного элемента, производящего в ответ на запрос от внешней нагрузки электроэнергию, вырабатываемую топливным элементом, имеющим по меньшей мере один вырабатывающий электроэнергию элемент, содержащий:
определение суммарной величины тока, получаемой интегрированием по времени выходного тока топливного элемента в период, в течение которого удовлетворяется предварительно установленное условие окружающей среды, указывающее возможность генерирования отрицательного напряжения в указанном по меньшей мере одном вырабатывающем электроэнергию элементе;
обращение к предварительно установленной корреляции между суммарными величинами тока, допустимыми в период, в течение которого в указанном по меньшей мере одном вырабатывающем электроэнергию элементе генерируется отрицательное напряжение, и плотностями тока, допустимыми в указанный период; и
выполнение процесса ограничения выхода для ограничения выходной электрической мощности топливного элемента так, чтобы попадать в допустимый рабочий диапазон, определяемый допустимыми суммарными величинами тока и допустимыми плотностями тока указанной корреляции.
RU2012149572/07A 2010-05-25 2011-05-25 Комплекс топливного элемента и способ управления им RU2531504C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010119448 2010-05-25
JP2010-119448 2010-05-25
JP2010-226568 2010-10-06
JP2010226568A JP4998609B2 (ja) 2010-05-25 2010-10-06 燃料電池システムおよびその制御方法
PCT/IB2011/001478 WO2011148265A1 (en) 2010-05-25 2011-05-25 Fuel cell system and control method therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012149572A true RU2012149572A (ru) 2014-06-27
RU2531504C2 RU2531504C2 (ru) 2014-10-20

Family

ID=44503993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012149572/07A RU2531504C2 (ru) 2010-05-25 2011-05-25 Комплекс топливного элемента и способ управления им

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9196915B2 (ru)
EP (1) EP2577783B1 (ru)
JP (1) JP4998609B2 (ru)
KR (1) KR101361881B1 (ru)
CN (1) CN102986071B (ru)
AU (1) AU2011259799B2 (ru)
BR (1) BR112012030022B1 (ru)
CA (1) CA2787473C (ru)
ES (1) ES2610552T3 (ru)
RU (1) RU2531504C2 (ru)
WO (1) WO2011148265A1 (ru)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5991407A (ja) * 1982-11-17 1984-05-26 Furukawa Electric Co Ltd:The 光フアイバ保持装置
WO2014103823A1 (ja) * 2012-12-28 2014-07-03 日産自動車株式会社 燃料電池システム
JP2015018701A (ja) 2013-07-11 2015-01-29 スズキ株式会社 車両用燃料電池の劣化検出装置
KR101558740B1 (ko) * 2014-02-24 2015-10-07 현대자동차주식회사 연료 전지 시스템의 상태 진단 방법 및 장치
JP6217521B2 (ja) 2014-05-21 2017-10-25 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及びその制御方法
JP6079745B2 (ja) * 2014-10-27 2017-02-15 トヨタ自動車株式会社 燃料電池の検査方法および製造方法
JP6131930B2 (ja) * 2014-10-28 2017-05-24 トヨタ自動車株式会社 発電監視装置、燃料電池システムおよび発電監視方法
JP6314799B2 (ja) 2014-11-13 2018-04-25 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及び燃料電池の制御方法
JP6156332B2 (ja) * 2014-11-14 2017-07-05 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよびその制御方法
GB2532929B (en) * 2014-11-27 2021-09-01 Intelligent Energy Ltd Coolant injection controller
CN106299401B (zh) 2015-05-20 2019-07-16 通用电气公司 燃料电池系统及其控制方法
JP6183416B2 (ja) * 2015-06-26 2017-08-23 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP6569464B2 (ja) * 2015-10-22 2019-09-04 株式会社Ｓｏｋｅｎ 燃料電池診断装置
CN105702984B (zh) * 2016-01-21 2018-07-24 北京理工大学 一种用于低功率燃料电池的控制与电能采集系统
DE102016114081A1 (de) * 2016-07-29 2018-02-01 Proton Motor Fuel Cell Gmbh Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betrieb eines Brennstoffzellensystems
CN109792066B (zh) 2016-09-08 2022-06-24 燃料电池中心两合股份有限公司 用于燃料电池系统的在冰点以下启动的方法
US10749194B2 (en) * 2016-11-15 2020-08-18 Ford Global Technologies, Llc Circuit and method for cell voltage sensing in fuel cell stack
KR101947888B1 (ko) 2017-01-09 2019-02-14 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 에너지 공급 제어방법 및 제어시스템
KR20180083552A (ko) * 2017-01-13 2018-07-23 주식회사 엘지화학 연료전지 시스템
EP3583647B1 (en) 2017-02-18 2023-03-22 cellcentric GmbH & Co. KG Method for detecting and lessening fuel starvation in fuel cell systems
JP6722126B2 (ja) * 2017-02-28 2020-07-15 株式会社豊田中央研究所 燃料電池制御用プログラム、及び燃料電池システム
JP6801594B2 (ja) * 2017-06-21 2020-12-16 トヨタ自動車株式会社 燃料電池スタックの検査方法
JP6780593B2 (ja) 2017-07-07 2020-11-04 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システムの制御方法
JP6881181B2 (ja) 2017-09-21 2021-06-02 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システムの制御方法
US10720655B2 (en) 2017-11-28 2020-07-21 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Partial derivative based feedback controls for pid
US10777831B2 (en) 2017-11-28 2020-09-15 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Equation based cooling system control strategy/method
US10714773B2 (en) * 2017-11-28 2020-07-14 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Cooling system dT/dt based control
US11094950B2 (en) 2017-11-28 2021-08-17 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Equation based state estimator for cooling system controller
US10971745B2 (en) * 2018-01-10 2021-04-06 GM Global Technology Operations LLC Cell reversal diagnostics for a fuel cell stack
JP2020014352A (ja) * 2018-07-20 2020-01-23 トヨタ自動車株式会社 燃料電池車両
JP2020014353A (ja) * 2018-07-20 2020-01-23 トヨタ自動車株式会社 燃料電池車両
US11251449B2 (en) * 2018-07-30 2022-02-15 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Redox flow battery system
WO2020166571A1 (ja) * 2019-02-12 2020-08-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電力供給システム、ならびに電力供給システムの制御装置および制御方法
JP7219170B2 (ja) * 2019-06-12 2023-02-07 株式会社Soken 燃料電池システム
RU197149U1 (ru) * 2019-12-18 2020-04-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех) Автономный аккумуляторный модуль на базе литий-полимерных аккумуляторов
JP7434091B2 (ja) * 2020-07-09 2024-02-20 株式会社豊田自動織機 燃料電池システム
JP7472773B2 (ja) * 2020-12-18 2024-04-23 トヨタ自動車株式会社 燃料電池の出力電圧予測システムおよび予測方法
CN114784320B (zh) * 2022-04-27 2023-05-09 电子科技大学 一种抗环境扰动的空冷型燃料电池阴极控制方法
US11757116B1 (en) 2022-06-10 2023-09-12 Hydrogenics Corporations Dynamic adjustment of current or power draw for fuel cell applications with enhanced transient capabilities
CN117747892B (zh) * 2024-02-19 2024-04-26 上海氢晨新能源科技有限公司 燃料电池发热功率控制方法、电子设备和用电设备

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004536428A (ja) * 2001-07-18 2004-12-02 テル−アビブ・ユニバーシテイ・フユーチヤー・テクノロジー・デベロツプメント・エル・ピー 陽子伝導膜を有し、改良された水及び燃料管理を伴う燃料電池
AU2003276314A1 (en) * 2002-06-17 2003-12-31 Gs Yuasa Corporation Liquid-fuel fuel cell, operation monitoring method for monitoring operation thereof, and operation monitoring device
JP2005183354A (ja) * 2003-11-27 2005-07-07 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP4930818B2 (ja) * 2004-07-09 2012-05-16 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP2006179389A (ja) 2004-12-24 2006-07-06 Mitsubishi Electric Corp 燃料電池発電装置およびその停止方法ならびにその停止保管方法
JP4772391B2 (ja) * 2005-06-17 2011-09-14 本田技研工業株式会社 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
JP2007035516A (ja) * 2005-07-28 2007-02-08 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
KR100664074B1 (ko) * 2005-09-28 2007-01-03 엘지전자 주식회사 연료전지 시스템의 운전 제어방법
JP4978007B2 (ja) * 2006-01-10 2012-07-18 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP2008147102A (ja) * 2006-12-13 2008-06-26 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
JP5435320B2 (ja) * 2007-02-09 2014-03-05 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システムの制御方法
JP5200414B2 (ja) * 2007-04-26 2013-06-05 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP5003980B2 (ja) * 2007-05-29 2012-08-22 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP5155734B2 (ja) * 2008-05-19 2013-03-06 本田技研工業株式会社 燃料電池システム及びその運転方法
EP2304832B1 (de) * 2008-07-28 2012-04-04 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum reinigen mindestens eines eintrittskanals für betriebsgas einer brennstoffzelle einer brennstoffzellenanordnung und brennstoffzellenanordnung

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120136387A (ko) 2012-12-18
CN102986071A (zh) 2013-03-20
AU2011259799B2 (en) 2013-07-11
CN102986071B (zh) 2015-04-15
WO2011148265A1 (en) 2011-12-01
BR112012030022B1 (pt) 2019-11-19
EP2577783A1 (en) 2013-04-10
CA2787473C (en) 2014-09-16
EP2577783B1 (en) 2016-10-12
RU2531504C2 (ru) 2014-10-20
AU2011259799A1 (en) 2012-07-19
BR112012030022A2 (pt) 2016-08-02
US9196915B2 (en) 2015-11-24
US20130059215A1 (en) 2013-03-07
JP2012009406A (ja) 2012-01-12
KR101361881B1 (ko) 2014-02-12
ES2610552T3 (es) 2017-04-28
CA2787473A1 (en) 2011-12-01
JP4998609B2 (ja) 2012-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2012149572A (ru) Комплекс топливного элемента и способ управления им
US11445761B2 (en) Method for controlling the output power of a power supply of electronic cigarette and electronic cigarette
RU2013155686A (ru) Система генерирования электрической энергии на базе топливных элементов и способ управления данной системой генерирования электрической энергии
US10619864B2 (en) Heat pump water heater and control method thereof
CN100448100C (zh) 镍氢蓄电池的寿命判定方法及寿命判定装置
TWI474532B (zh) 電池系統及其控制器和控制方法
WO2015078200A1 (zh) 一种充电方法及装置
JP2013243925A5 (ru)
CA2740221A1 (en) Fuel cell with low-efficiency operation
CA2599247A1 (en) A control device and a control method for a fuel cell system
JP2016506708A5 (ru)
JP6648614B2 (ja) 蓄電装置
RU2015125308A (ru) Управление системами нагрузок электрических сетей на основании уровней сигналов
JP2013247751A5 (ru)
JP6215564B2 (ja) 燃料電池セル又は燃料電池セル・スタックを調節するための方法及び調節装置
JP2012142124A5 (ru)
CN102097665B (zh) 基于灰色系统预测理论的铅酸蓄电池无损快速充电方法
KR101628123B1 (ko) 연료 전지 시스템 및 그 함수량 판단 방법
CN111231764B (zh) 电动汽车电池热管理方法、电子设备及汽车
JP2012142122A5 (ru)
JP5998946B2 (ja) ガス供給システム
KR102093342B1 (ko) 연료 전지 시스템 및 연료의 농도를 제어하는 방법
US20170162891A1 (en) Control method for fuel cell system, fuel cell system, and power control device
RU2017145868A (ru) Контроллер подзаряда аккумуляторной батареи транспортного средства на основе скорости газообразования
KR101151265B1 (ko) 태양전지모듈의 노화 및 성능 측정을 위한 제어장치 및 이의 제어방법