JP5800279B2 - Fuel cell system and control method thereof - Google Patents
Fuel cell system and control method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP5800279B2 JP5800279B2 JP2011092801A JP2011092801A JP5800279B2 JP 5800279 B2 JP5800279 B2 JP 5800279B2 JP 2011092801 A JP2011092801 A JP 2011092801A JP 2011092801 A JP2011092801 A JP 2011092801A JP 5800279 B2 JP5800279 B2 JP 5800279B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- cell
- monitor
- voltage
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Fuel Cell (AREA)
Description
本発明は、燃料電池システムおよびその制御方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、燃料電池システムにおける制御技術の改良に関する。 The present invention relates to a fuel cell system and a control method thereof. More specifically, the present invention relates to an improvement in control technology in a fuel cell system.
燃料電池を始動する際、アノードに供給される燃料ガス及びカソードに供給される酸化ガスの少なくともいずれか一方を不足状態とし、電極の一部の過電圧を増加させてさらなる熱を発生させることで、燃料電池の温度を上昇させる急速暖機技術が開示されている。このような急速暖機を行う際には、燃料電池のセル電圧を予め設定された閾値(許容値)まで下げる必要がある。 When starting the fuel cell, by causing at least one of the fuel gas supplied to the anode and the oxidizing gas supplied to the cathode to be in a deficient state, increasing the overvoltage of a part of the electrode to generate further heat, A rapid warm-up technique for increasing the temperature of a fuel cell is disclosed. When performing such rapid warm-up, it is necessary to lower the cell voltage of the fuel cell to a preset threshold value (allowable value).
ところが、従来、セル電圧が許容値を下回るまで電流制限を行わない場合があった。このようにセル電圧が許容値を下回ってから電流制限をしようとすると、急速暖機時のセル電圧の低下スピードが速いために電流制限が追いつかず、セル電圧が許容値を大幅に下回ってしまうという問題が生じていた。 However, conventionally, there is a case where current limitation is not performed until the cell voltage falls below an allowable value. If you try to limit the current after the cell voltage falls below the allowable value in this way, the cell voltage will fall significantly below the allowable value because the current voltage cannot catch up due to the rapid decrease in the cell voltage during rapid warm-up. There was a problem.
そこで、このような問題を解決する技術として、セルモニタによって検知される最低セル電圧が目標値付近に一定時間連続して収束している場合には、最低セル電圧目標値を所定幅下げた値に更新するという技術が開示されている(例えば特許文献1参照)。かかる技術によれば、検知されるセル電圧と最低目標電圧との関係が所定条件を満たす場合(例えば、セル電圧が最低目標電圧の付近に一定時間連続して収束している場合や、セル電圧が最低目標電圧の付近から離れて一定時間連続して高くなっている場合など)に、最低目標電圧を段階的に更新する。電流制限の際には、このように更新される最低セル電圧目標値が利用されるため、セル電圧と最低目標電圧とが大きくかけ離れてしまい、セル電圧を制御し切れずにセル電圧が最低目標電圧を大幅に低下してしまう、といった問題を未然に防止することが可能となる。 Therefore, as a technique for solving such a problem, when the lowest cell voltage detected by the cell monitor has converged continuously in the vicinity of the target value for a certain period of time, the lowest cell voltage target value is reduced to a predetermined width. A technique of updating is disclosed (for example, see Patent Document 1). According to such a technique, when the relationship between the detected cell voltage and the minimum target voltage satisfies a predetermined condition (for example, when the cell voltage converges continuously in the vicinity of the minimum target voltage for a certain period of time, The minimum target voltage is updated step by step when the value is continuously high for a certain time away from the vicinity of the minimum target voltage. When the current is limited, the minimum cell voltage target value updated in this way is used. Therefore, the cell voltage and the minimum target voltage are largely separated from each other, and the cell voltage is not controlled completely and the minimum cell voltage is reached. It is possible to prevent the problem that the voltage is greatly reduced.
しかしながら、上述のごとき制御技術においては、セル電圧監視を常に(例えば燃料電池車の運転中であれば常時)行っていたため、セルモニタの消費電力が大きく、無駄な消費電力が生じていた。 However, in the control technique as described above, since cell voltage monitoring is always performed (for example, always during operation of the fuel cell vehicle), the power consumption of the cell monitor is large and wasteful power consumption occurs.
そこで、本発明は、セル電圧の大幅な低下を回避しつつ、セルモニタにおける消費電力を抑止できるようにした燃料電池システムおよびその制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel cell system and a control method therefor that can suppress power consumption in a cell monitor while avoiding a significant decrease in cell voltage.
かかる課題を解決するべく本発明者は種々の検討を行った。例えば燃料電池車には、アイドリング時、低速走行時、回生制動時等のような低負荷運転時、燃費を向上させる等のために燃料電池の発電を一時休止し、バッテリーやキャパシタ等の蓄電手段から補機(車両モータ等)への電力供給をするための「間欠運転」を実施するものがある。この間欠運転中にセルモニタを休止させたおいた場合、間欠運転終了後、燃料電池の発電(運転)を再開するとともにセルモニタにも再起動させるための指令をだすのが従来の手法である。ところが、一般に、セルモニタの再起動には所定の時間を要する。このセルモニタ再起動中、万が一、燃料電池のセル電圧低下が生じた場合、そのことを検出することができないため、出力制限等の対処ができず、場合によっては膜部材の破損(穴開き等)につながるおそれがある。このような事態に陥ることのないよう、従来は間欠運転中にセルモニタを休止しておくことができなかった。 In order to solve this problem, the present inventor has made various studies. For example, in a fuel cell vehicle, during low load operation such as idling, low speed driving, regenerative braking, etc., fuel cell power generation is temporarily stopped to improve fuel consumption, and power storage means such as batteries and capacitors Some carry out “intermittent operation” for supplying power to the auxiliary machinery (vehicle motor, etc.). When the cell monitor is suspended during the intermittent operation, it is a conventional method to restart the power generation (operation) of the fuel cell and restart the cell monitor after the intermittent operation ends. However, in general, it takes a predetermined time to restart the cell monitor. In the unlikely event that the cell voltage of the fuel cell drops during this cell monitor restart, it is not possible to detect this, so it is not possible to deal with output restrictions, etc., and in some cases damage to the membrane member (such as hole opening) May lead to In order not to fall into such a situation, conventionally, the cell monitor could not be stopped during intermittent operation.
以上の点に着目し、さらに従来技術においてはセルモニタ起動中についての言及はあっても間欠運転終了後にセルモニタを起動させることについては想定していないことに着目して検討を重ねた本発明者は、かかる課題の解決に結び付く着想を得るに至った。本発明はかかる着想に基づくものであり、燃料電池の低負荷時に当該燃料電池を一時的に休止させる間欠運転の間、燃料電池のセル電圧を測定するセルモニタを停止させ、当該間欠運転の終了後にセルモニタを起動させる際、燃料電池の出力を制限する、というものである。 The present inventor who has repeatedly studied paying attention to the above points and further focusing on the fact that the cell monitor is activated after the end of the intermittent operation is mentioned in the prior art even though the cell monitor is being activated. I came up with an idea that led to the solution of this problem. The present invention is based on such an idea, and during the intermittent operation in which the fuel cell is temporarily suspended at the time of low load of the fuel cell, the cell monitor for measuring the cell voltage of the fuel cell is stopped, and after the intermittent operation is completed. When starting the cell monitor, the output of the fuel cell is limited.
本発明にかかる燃料電池システムにおいては、間欠運転の間にセルモニタを停止させるので、セル電圧を常に監視する場合よりもセルモニタの消費電力を抑えることができる。しかも、間欠運転の終了後は、セルモニタを再起動させる際に燃料電池の出力(発電)を制限することにしているため、セル電圧が大幅に低下してしまうのを回避することができる。 In the fuel cell system according to the present invention, since the cell monitor is stopped during the intermittent operation, the power consumption of the cell monitor can be suppressed as compared with the case where the cell voltage is constantly monitored. Moreover, since the output (power generation) of the fuel cell is restricted when the cell monitor is restarted after the end of the intermittent operation, it is possible to avoid a significant drop in the cell voltage.
上述の燃料電池システムにおいては、所定の閾値を間欠終了閾値として設定しており、当該燃料電池システムから燃料電池に対して要求される出力を示すシステム要求パワーが当該間欠終了閾値を上回った場合に間欠運転を終了させることが好ましい。 In the fuel cell system described above, when a predetermined threshold is set as the intermittent termination threshold, and the system required power indicating the output required for the fuel cell from the fuel cell system exceeds the intermittent termination threshold. It is preferable to end the intermittent operation.
さらに、本発明にかかる燃料電池システムにおいて、セルモニタの起動を指令するための閾値であるセルモニタ起動閾値を、間欠終了閾値よりも小さい値に変更することが好ましい。この場合、セルモニタの起動を指令するタイミングが早くなり、間欠運転が終了する際にはセルモニタの起動を完了させることが可能となるため、出力制限を低減させあるいは不要とすることが可能となる。 Further, in the fuel cell system according to the present invention, the cell monitor activation threshold value is a threshold value for commanding the start of the cell monitor, it is preferable to change to a value smaller than the intermittent end threshold. In this case, the timing for instructing activation of the cell monitor is advanced, and when the intermittent operation ends, the activation of the cell monitor can be completed, so that the output restriction can be reduced or eliminated.
本発明にかかる燃料電池システムにおいては、燃料電池の温度に応じ、セル電圧の低下が生じない範囲で当該燃料電池の出力制限を緩和することが好ましい。あるいは、燃料電池のインピーダンスに応じ、セル電圧の低下が生じない範囲で当該燃料電池の出力制限を緩和することも好ましい。 In the fuel cell system according to the present invention, it is preferable that the output restriction of the fuel cell is relaxed within a range in which the cell voltage does not decrease according to the temperature of the fuel cell. Alternatively, it is also preferable to relax the output limit of the fuel cell in a range where the cell voltage does not decrease according to the impedance of the fuel cell.
本発明にかかる燃料電池の制御方法は、燃料電池の低負荷時に当該燃料電池を一時的に休止させる間欠運転の間、燃料電池のセル電圧を測定するセルモニタを停止させ、当該間欠運転の終了後にセルモニタを起動させる際、燃料電池の出力を制限する、というものである。 In the fuel cell control method according to the present invention, the cell monitor that measures the cell voltage of the fuel cell is stopped during the intermittent operation in which the fuel cell is temporarily stopped at a low load of the fuel cell. When starting the cell monitor, the output of the fuel cell is limited.
本発明によれば、セル電圧の大幅な低下を回避しつつ、セルモニタにおける消費電力を抑止することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power consumption in a cell monitor can be suppressed, avoiding the significant fall of a cell voltage.
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。以下では、一例として、燃料電池車に搭載されることが予定された燃料電池またはこれを含む燃料電池システムに本発明を適用した場合を例示して説明するが、適用範囲がこのような例に限られることはない。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on an example of an embodiment shown in the drawings. Hereinafter, as an example, a case where the present invention is applied to a fuel cell scheduled to be mounted on a fuel cell vehicle or a fuel cell system including the fuel cell will be described as an example. There is no limit.
図1〜図5に本発明にかかる燃料電池システムの実施形態を示す。燃料電池システム100は、燃料ガスと酸化ガスを電気化学反応させて発電するセル(図示省略)と、該セルを積層してなるセルスタック(図示省略)と、燃料ガスおよび酸化ガスの供給流量を制御する制御手段としての制御装置700と、を備えたシステムとして構成されている。以下においては、まず燃料電池システム100の全体構成について説明し、その後、間欠運転の間およびその前後におけるセルモニタ等の動作等について説明する。
1 to 5 show an embodiment of a fuel cell system according to the present invention. The
図1に本実施形態における燃料電池システム100の概略構成を示す。図示するように、燃料電池システム100は、燃料電池1と、酸化ガスとしての空気(酸素)を燃料電池1に供給する酸化ガス給排系(以下、酸化ガス配管系ともいう)300と、燃料ガスとしての水素を燃料電池1に供給する燃料ガス給排系(以下、燃料ガス配管系ともいう)400と、燃料電池1に冷媒を供給して燃料電池1を冷却する冷媒配管系500と、システムの電力を充放電する電力系600と、システム全体を統括制御する制御装置700と、を備えている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a
燃料電池1は、例えば固体高分子電解質型で構成され、多数のセル(単セル)を積層したスタック構造となっている。各セルは、イオン交換膜からなる電解質の一方の面に空気極を有し、他方の面に燃料極を有し、さらに空気極および燃料極を両側から挟みこむように一対のセパレータ20を有している。一方のセパレータ20の燃料ガス流路に燃料ガスが供給され、他方のセパレータ20の酸化ガス流路に酸化ガスが供給され、このガス供給により燃料電池1は電力を発生する。 The fuel cell 1 is composed of, for example, a solid polymer electrolyte type and has a stack structure in which a large number of cells (single cells) are stacked. Each cell has an air electrode on one surface of an electrolyte made of an ion exchange membrane, a fuel electrode on the other surface, and a pair of separators 20 so as to sandwich the air electrode and the fuel electrode from both sides. ing. Fuel gas is supplied to the fuel gas flow path of one separator 20, and oxidizing gas is supplied to the oxidizing gas flow path of the other separator 20, and the fuel cell 1 generates electric power by this gas supply.
酸化ガス配管系300は、燃料電池1に供給される酸化ガスが流れる供給路111と、燃料電池1から排出された酸化オフガスが流れる排出路112と、を有している。供給路111には、フィルタ113を介して酸化ガスを取り込むコンプレッサ114と、コンプレッサ114により圧送される酸化ガスを加湿する加湿器115と、が設けられている。排出路112を流れる酸化オフガスは、背圧調整弁116を通って加湿器115で水分交換に供された後、最終的に排ガスとしてシステム外の大気中に排気される。コンプレッサ114は、モータ114aの駆動により大気中の酸化ガスを取り込む。
The oxidizing
燃料ガス配管系400は、水素供給源121と、水素供給源121から燃料電池1に供給される水素ガスが流れる供給路122と、燃料電池1から排出された水素オフガス(燃料オフガス)を供給路122の合流点Aに戻すための循環路123と、循環路123内の水素オフガスを供給路122に圧送するポンプ124と、循環路123に分岐接続された排出路125と、を有している。
The fuel
水素供給源121は、例えば高圧タンクや水素吸蔵合金などで構成され、例えば35MPa又は70MPaの水素ガスを貯留可能に構成されている。水素供給源121の元弁126を開くと、供給路122に水素ガスが流出する。水素ガスは、調圧弁127その他の減圧弁により、最終的に例えば200kPa程度まで減圧されて、燃料電池1に供給される。
The
供給路122の合流点Aの上流側には、遮断弁128、および供給路122内の水素ガスの圧力を検出する圧力センサ129が設けられている。水素ガスの循環系は、供給路122の合流点Aの下流側流路と、燃料電池1のセパレータに形成される燃料ガス流路と、循環路123とを順番に連通することで構成されている。水素ポンプ124は、モータ124aの駆動により、循環系内の水素ガスを燃料電池1に循環供給する。符号130は、燃料電池1あるいは水素ガスの温度を検出する温度センサである。
A
循環路123には、水素オフガス(燃料オフガス)の圧力を検出する圧力センサ132が設けられている。また、排出路125には、遮断弁であるパージ弁133が設けられている。パージ弁133が燃料電池システム100の稼動時に適宜開弁することで、水素オフガス中の不純物が水素オフガスと共に図示省略した水素希釈器に排出される。パージ弁133の開弁により、循環路123内の水素オフガス中の不純物の濃度が下がり、循環供給される水素オフガス中の水素濃度が上がる。
The
冷媒配管系500は、燃料電池1内の冷却流路に連通する冷媒循環流路141と、冷媒循環流路141に設けられた冷却ポンプ142と、燃料電池1から排出される冷媒を冷却するラジエータ143と、ラジエータ143をバイパスするバイパス流路144と、ラジエータ143及びバイパス流路144への冷却水の通流を設定する三方弁(切替え弁)145と、を有している。冷却ポンプ142は、モータ142aの駆動により、冷媒循環流路141内の冷媒を燃料電池1に循環供給する。
The
電力系600は、高圧DC/DCコンバータ161、バッテリー(蓄電手段)162、トラクションインバータ163、トラクションモータ164、及び各種の補機インバータ165,166,167を備えている。高圧DC/DCコンバータ161は、直流の電圧変換器であり、バッテリー162から入力された直流電圧を調整してトラクションインバータ163側に出力する機能と、燃料電池1又はトラクションモータ164から入力された直流電圧を調整してバッテリー162に出力する機能と、を有する。高圧DC/DCコンバータ161のこれらの機能により、バッテリー162の充放電が実現される。また、高圧DC/DCコンバータ161により、燃料電池1の出力電圧が制御される。
The
バッテリー162は、バッテリーセルが積層されて一定の高電圧を端子電圧とし、図示しないバッテリーコンピュータの制御によって余剰電力を充電したり補助的に電力を供給したりすることが可能になっている。トラクションインバータ163は、直流電流を三相交流に変換し、トラクションモータ164に供給する。トラクションモータ164は、例えば三相交流モータであり、燃料電池システム100が搭載される例えば車両の主動力源を構成する。
The
補機インバータ165,166,167は、それぞれ、対応するモータ114a,124a,142aの駆動を制御する電動機制御装置である。補機インバータ165,166,167は、直流電流を三相交流に変換して、それぞれ、モータ114a,124a,142aに供給する。補機インバータ165,166,167は、例えばパルス幅変調方式のPWMインバータであり、制御装置700からの制御指令に従って燃料電池1又はバッテリー162から出力される直流電圧を三相交流電圧に変換して、各モータ114a,124a,142aで発生する回転トルクを制御する。
制御装置700は、内部にCPU,ROM,RAMを備えたマイクロコンピュータとして構成される。CPUは、制御プラグラムに従って所望の演算を実行して、ポンプ124の解凍制御など、種々の処理や制御を行う。ROMは、CPUで処理する制御プログラムや制御データを記憶する。RAMは、主として制御処理のための各種作業領域として使用される。制御装置700は、ガス系統(300,400)や冷媒配管系500に用いられる各種の圧力センサや温度センサ、外気温センサなどの検出信号を入力し、各構成要素に制御信号を出力する。
The
セルモニタ800は、セルにおける電圧(セル電圧)を測定して発電状況(例えば発電中におけるセル電圧の変動など)を測定するために用いられる電圧センサである(図1参照)。セルモニタ800による測定結果に基づけば、当該燃料電池1のセル電圧を監視することができる。
The cell monitor 800 is a voltage sensor that is used for measuring a voltage (cell voltage) in a cell and measuring a power generation state (for example, fluctuation of the cell voltage during power generation) (see FIG. 1). Based on the measurement result by the
続いて、間欠運転の間およびその前後におけるセルモニタ等に対する制御やその動作等について説明する(図2等参照)。 Next, control and operation of the cell monitor and the like during and before intermittent operation will be described (see FIG. 2 and the like).
本実施形態の燃料電池システム100においては、燃料電池1の間欠運転中にはセルモニタ800によるセル電圧監視を休止させ、これにより、セルモニタ800の消費電力を低減させる。また、燃料電池1の間欠運転を終了して通常発電に移行する際には、セルモニタ800が再起動完了するまでの間は燃料電池1の発電を制限し、これにより、セル電圧の低下を抑止する。以下、フローチャートを用いて具体的な制御例を説明する(図2参照)。
In the
まず、燃料電池システム100が要求するパワーが、間欠終了閾値T1を下回っているかどうか判断する(ステップSP1)。間欠終了閾値T1とは、漸増するシステム要求パワー(出力)が当該閾値を上回った場合に間欠運転を終了するものとして設定されている(図3参照)。ここでは、要求パワーが間欠終了閾値T1を下回っていれば(ステップSP1にてYES)、間欠運転を続け、セルモニタ800の休止状態を継続する(ステップSP5)。一方、要求パワーが間欠終了閾値T1を下回っていなければ(ステップSP1にてNO)、間欠運転を終了する処理をし、制御装置700からセルモニタ800を起動する指令をだす(ステップSP2)。
First, it is determined whether or not the power required by the
セルモニタ800の起動指令後、セルモニタ800が完了したかどうかを判断する(ステップSP3)。完了していれば(ステップSP3にてYES),燃料電池1の出力制限を解除する(ステップSP6)。一方、完了していなければ(ステップSP3にてNO)、燃料電池1の出力を制限し(ステップSP4)、ステップSP1に戻る。
After the start command of the
続いて、上記フローチャートに従って制御した場合の例(各部の動作、制御信号、出力等の時系列処理・動作例)を示す(図3参照)。なお、図3中の矢印は制御の流れあるいは関連性を示している。図中に示しているとおり、本実施形態では、システム要求パワーが間欠終了閾値T1以上になったら燃料電池1の間欠運転を終了し、セルモニタ80の起動指令をだす(図3(A)〜(C)参照)。また、燃料電池1の間欠運転終了により、コンプレッサ114を動作させる(図3(E)参照)。さらに、燃料電池1へのエア流量増に従い、FC(燃料電池)出力の上限が上昇する(図3(F)、(H)参照)。ここで、本実施形態では、セルモニタ800の起動が完了しないうちは、FC出力(P)が0より大きくなったとしても燃料電池1からの出力を許可しないこととし、出力制限をして電圧低下を抑制するようにしている(図3(F)〜(H)等参照)。
Subsequently, an example (time-series processing / operation example of operation of each part, control signal, output, etc.) in the case of controlling according to the above flowchart will be shown (see FIG. 3). In addition, the arrow in FIG. 3 has shown the flow or relationship of control. As shown in the figure, in the present embodiment, when the system required power becomes equal to or higher than the intermittent termination threshold T1, the intermittent operation of the fuel cell 1 is terminated and a start command for the cell monitor 80 is issued (FIG. 3 (A) to ( C)). Further, when the intermittent operation of the fuel cell 1 is completed, the
また、本実施形態では、バッテリー162の充放電の状態を表すバッテリーパワー(図3(I)参照)は、Wout以下で放電させることとしている。なお、システム要求パワーがWoutでも十分でないほど大きい場合は、要求パワーを満たせない場合もあり得る。
Further, in this embodiment, the battery power (see FIG. 3I) representing the charge / discharge state of the
ここで、本実施形態では、図3に例示したようにセルモニタ状態によるFC出力制限を行うにあたり、燃料電池1の状態によりFC出力の制限の度合を変えるようにしている。すなわち、セルモニタ800の起動が未完了であっても、燃料電池1の状態によっては、セル電圧低下が発生しないことが保障できる範囲でFC出力を許可する。これにより、FC出力に制限がかかる機会を低減し、最終的にドラビリ(ドライバビリティ)の改善に結び付けることができる。
Here, in the present embodiment, as illustrated in FIG. 3, the FC output restriction degree is changed depending on the state of the fuel cell 1 in performing the FC output restriction in the cell monitor state. That is, even if the start of the
このように、燃料電池1の状態によりFC出力の制限の度合を変える手法には例えば以下のようなものがある。すなわち、まず、FC温度によりFC出力の制限率を変えるというものがある(図4参照)。ここでは、燃料電池1が十分に暖機されセル電圧低下が発生しない範囲内で出力制限を緩和する。また、インピーダンスによりFC出力の制限率を変えるというものもある(図5参照)。ここでは、燃料電池1における水バランス(水収支のバランス)が良好な範囲内で出力制限を緩和する。これら各手法によって決定したFC出力制限率は、「エア流量からのFC出力制限」(図3(F)参照)に乗じることによって最終的な制限値とされる。 Thus, for example, there are the following methods for changing the degree of restriction of the FC output depending on the state of the fuel cell 1. That is, first, there is a method of changing the FC output limiting rate according to the FC temperature (see FIG. 4). Here, the output restriction is relaxed within a range where the fuel cell 1 is sufficiently warmed up and the cell voltage does not decrease. There is also a method of changing the FC output limiting rate according to the impedance (see FIG. 5). Here, the output restriction is eased within a range where the water balance (water balance) in the fuel cell 1 is good. The FC output restriction rate determined by each of these methods is used as a final restriction value by multiplying “FC output restriction from air flow rate” (see FIG. 3F).
ここまで説明したように、本発明にかかる燃料電池システム100においては、間欠運転の間にセルモニタ800を停止させるため、セル電圧を常に監視する場合に比べセルモニタの消費電力を抑えることができる。しかも、間欠運転の終了後は、セルモニタ800を起動させる際(例えば、セルモニタ800の再起動が完了するまで)、燃料電池1の発電を制限し、バッテリー162からの電力で賄うようにしているので、セル電圧が大幅に低下してしまうのを回避することができる。
As described so far, in the
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば本実施形態では、燃料電池1の状態によりFC出力の制限の度合を変える手法を例示したが、この他にも、例えばセルモニタ状態によるFC出力制限を行うにあたり(図3参照)、セルモニタ800への起動指令をだすタイミングをより早くするようにしてもよい(図6参照)。こうした場合、燃料電池1の間欠運転が終了する際にはセルモニタ800の起動が完了しているようにすることにより(図6(B)、(C)のΔt参照)、FC出力制限を低減させあるいは不要とすることが可能である。これにより、FC出力に制限がかかる機会を低減してドラビリ改善に結び付けることができる。
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the present embodiment, a method of changing the degree of FC output restriction depending on the state of the fuel cell 1 is exemplified. However, in addition to this, for example, when performing FC output restriction according to the cell monitor state (see FIG. 3), the
具体的手法としては、例えばセルモニタ800の起動指令をだすためのシステム要求パワーの閾値(セルモニタ起動閾値T2)を間欠終了閾値T1よりも小さい値に設定することを挙げることができる。こうした場合には、システム要求パワーがこの閾値以上になったらセルモニタ800の起動指令をだすようにすればよい。 As a specific method, for example, the threshold of the system required power (cell monitor activation threshold T2) for issuing the activation command of the cell monitor 800 can be set to a value smaller than the intermittent termination threshold T1. In such a case, a start command for the cell monitor 800 may be issued when the system required power exceeds this threshold.
本発明は、燃料電池車等の燃料電池システムに適用して好適である。 The present invention is suitably applied to a fuel cell system such as a fuel cell vehicle.
1…燃料電池、100…燃料電池システム、800…セルモニタ、T1…間欠終了閾値、T2…セルモニタ起動閾値 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell, 100 ... Fuel cell system, 800 ... Cell monitor, T1 ... Intermittent end threshold value, T2 ... Cell monitor starting threshold value
Claims (6)
当該間欠運転の終了後に前記セルモニタを起動させる際、前記燃料電池の出力を制限する、燃料電池システム。 During intermittent operation of the fuel cell, the cell monitor that measures the cell voltage of the fuel cell is stopped,
A fuel cell system that limits the output of the fuel cell when the cell monitor is activated after the intermittent operation ends.
当該間欠運転の終了後に前記セルモニタを起動させる際、前記燃料電池の出力を制限する、燃料電池システムの制御方法。 During intermittent operation of the fuel cell, the cell monitor that measures the cell voltage of the fuel cell is stopped,
A control method for a fuel cell system, wherein the output of the fuel cell is limited when the cell monitor is activated after the intermittent operation ends.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011092801A JP5800279B2 (en) | 2011-04-19 | 2011-04-19 | Fuel cell system and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011092801A JP5800279B2 (en) | 2011-04-19 | 2011-04-19 | Fuel cell system and control method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012226939A JP2012226939A (en) | 2012-11-15 |
JP5800279B2 true JP5800279B2 (en) | 2015-10-28 |
Family
ID=47276899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011092801A Active JP5800279B2 (en) | 2011-04-19 | 2011-04-19 | Fuel cell system and control method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5800279B2 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006286479A (en) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Toyota Motor Corp | Fuel cell system |
JP4345032B2 (en) * | 2008-03-25 | 2009-10-14 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel cell system |
JP5359621B2 (en) * | 2009-07-03 | 2013-12-04 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel cell system and control method thereof |
WO2011004489A1 (en) * | 2009-07-09 | 2011-01-13 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel cell system and method for controlling the same |
-
2011
- 2011-04-19 JP JP2011092801A patent/JP5800279B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012226939A (en) | 2012-11-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5007927B2 (en) | Fuel cell system | |
JP5120594B2 (en) | Fuel cell system and operation method thereof | |
US20120070756A1 (en) | Fuel cell system and method of controlling fuel cell system | |
JP6610904B2 (en) | Fuel cell system and control method thereof | |
JP4993293B2 (en) | Fuel cell system and moving body | |
JP4930846B2 (en) | Fuel cell system and control method thereof | |
JP6758607B2 (en) | Fuel cell system and its control method | |
US20160133971A1 (en) | Flow control method of cooling medium in a fuel cell system, and fuel cell system | |
US10096853B2 (en) | Method of detecting abnormality in pressure sensor and fuel cell system | |
KR101016396B1 (en) | Fuel cell system and moving body | |
US11695139B2 (en) | Fuel cell system | |
JP2016012480A (en) | Fuel cell system and fuel cell vehicle | |
WO2007116814A1 (en) | Fuel cell system and its control method | |
JP6329976B2 (en) | Fuel cell system | |
KR101851830B1 (en) | Fuel cell system and control method of the same | |
JP2008103154A (en) | Fuel cell system | |
JP6972920B2 (en) | Fuel cell system | |
JP5720584B2 (en) | Fuel cell system and control method thereof | |
JP4893916B2 (en) | Fuel cell system | |
JP2010146750A (en) | Fuel cell system | |
JP5800279B2 (en) | Fuel cell system and control method thereof | |
JP2005063801A (en) | Fuel cell system and movable body | |
JP2013171682A (en) | Fuel cell system and method for controlling fuel cell | |
JP2011210512A (en) | Fuel cell system | |
JP6287010B2 (en) | Fuel cell system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140219 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141210 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141216 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150213 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150601 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150703 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150803 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5800279 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150816 |