ES2207175T3 - Sistema de celulas de combustible y coche electrico en el que se monta y metodo de control de arranque para sistema de celulas de combustible. - Google Patents

Sistema de celulas de combustible y coche electrico en el que se monta y metodo de control de arranque para sistema de celulas de combustible.

Info

Publication number
ES2207175T3
ES2207175T3 ES99905254T ES99905254T ES2207175T3 ES 2207175 T3 ES2207175 T3 ES 2207175T3 ES 99905254 T ES99905254 T ES 99905254T ES 99905254 T ES99905254 T ES 99905254T ES 2207175 T3 ES2207175 T3 ES 2207175T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
fuel
motor
cells
fuel cells
cell system
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.)
Expired - Lifetime
Application number
ES99905254T
Other languages
English (en)
Inventor
Seiji Toyota Jidosha Kabushi Kaisha ISHIKAWA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Application granted granted Critical
Publication of ES2207175T3 publication Critical patent/ES2207175T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (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

Un sistema de células de combustible que puede montarse en un vehículo eléctrico, que tiene células de combustible (40) que reciben un suministro de combustible gaseoso y generan energía eléctrica, comprendiendo dicho sistema de células de combustible: un motor (80) que es accionado con la salida de energía eléctrica procedente de dichas células de combustible (40); y una unidad (100) de control del motor que controla el accionamiento del citado motor (80), caracterizado porque dicha unidad (100) de control del motor controla el accionamiento del mencionado motor (80), con el fin de hacer que dicho motor (80) consuma la energía eléctrica procedente de dichas células de combustible (40) sin generar par alguno en el árbol de accionamiento (82) de dicho motor (80) en el momento de activarse dichas células de combustible (40).

Description

Sistema de células de combustible y coche eléctrico en el que se monta y método de control de arranque para sistema de células de combustible.
Campo de la técnica
El presente invento se refiere a una técnica que reduce al mínimo el período de tiempo necesario para elevar la temperatura interna de células de combustible hasta un valor estacionario (es decir, una temperatura prefijada capaz de generar un rendimiento requerido) en el momento de activar las células de combustible.
Técnica anterior
Las células de combustible, que reciben un suministro de combustible gaseoso y generan energía eléctrica, ofrecen un elevado rendimiento energético y, por tanto, son prometedoras como fuente de energía para los vehículos eléctricos. En caso de que las células de combustible se utilicen como fuente de energía de un vehículo eléctrico, se acciona un motor con la energía eléctrica generada por las células de combustible, cuyo motor proporciona un par que es transmitido a un eje para suministrar la fuerzo propulsora del vehículo eléctrico. Sin embargo, cuando se utilizan las células de combustible como fuente de energía para un vehículo eléctrico, se presenta el siguiente problema.
Las células de combustible con una temperatura interna baja no generan potencia suficiente para satisfacer las exigencias de potencia del vehículo eléctrico. En consecuencia, se necesita elevar la temperatura interna de las células de combustible hasta el valor estacionario cuando se las utiliza como fuente de energía del vehículo eléctrico. En el momento de poner en marcha el vehículo eléctrico, es decir, en el momento de activar las células de combustible, éstas tienen una temperatura interna baja. En consecuencia, el elevar la temperatura interna de las células de combustible hasta el valor estacionario mediante el calor generado por el efecto Joule en virtud de las reacciones electroquímicas, lleva un tiempo relativamente largo.
Con el fin de resolver dicho problema, la técnica anterior, por ejemplo como la expuesta en el Boletín de Patentes Japonesas núm. 58-23167, abierto a inspección pública, en el momento de activar las células de combustible impulsa el motor por medio de una batería secundaria que está conectada en paralelo con las células de combustible, refrigera el motor con aire y alimenta este aire caliente, cuya temperatura se ha elevado gracias al proceso de refrigeración del motor, a las células de combustible, con el fin de aumentar su temperatura interna hasta el valor estacionario en un corto período de tiempo.
Dado que el rotor y el estator incluidos en el motor poseen elevadas capacidades térmicas, la temperatura del motor no sube hasta un valor elevado inmediatamente después de la puesta en marcha del motor. El aire que se utiliza para refrigerar el motor y que, luego, es alimentado a las células de combustible no tiene, en consecuencia, una temperatura suficientemente elevada en el momento de poner en marcha el motor. Esta técnica propuesta hace que sea necesario, por tanto, cierto tiempo para aumentar la temperatura interna de las células de combustible hasta el valor estacionario en el momento de activar las mismas.
El objeto del presente invento es, así, resolver el problema con que se tropieza en el caso de las técnicas anteriores y proporcionar un sistema de células de combustible que sea capaz de elevar la temperatura interna de éstas hasta un valor estacionario en el tiempo más breve posible en el momento de activar las células de combustible, así como un método para controlar la actuación de un sistema de células de combustible de esta clase.
Exposición del invento
Al menos parte de los anteriores y otros objetos relacionados se consiguen mediante un primer sistema de células de combustible del presente invento que incluye células de combustible que reciben un suministro de combustible gaseoso y generan energía eléctrica, y que pueden montarse en un vehículo eléctrico.
El primer sistema de células de combustible incluye: un motor que es accionado con la energía eléctrica obtenida a partir de las células de combustible; y una unidad de control del motor que controla el accionamiento de éste. La unidad de control del motor controla el accionamiento del motor con el fin de hacer que éste consuma la energía eléctrica obtenida a partir de las células de combustible sin aplicar ningún par sobre el árbol de accionamiento del motor en el momento de activar las células de combustible.
El presente invento está dirigido, asimismo, a un primer método para controlar la actuación de un sistema de células de combustible, que incluye: células de combustible que reciben un suministro de combustible gaseoso y que generan energía eléctrica, y un motor que es accionado con la energía eléctrica obtenida a partir de las células de combustible.
El primer método incluye las operaciones de:
(a) controlar la activación de las células de combustible;
(b) controlar el accionamiento del motor, con el fin de hacer que éste consuma la energía eléctrica obtenida a partir de las células de combustible, sin comunicar ningún par a un árbol de accionamiento del motor, en el momento de activarse las células de combustible.
El primer sistema de células de combustible del presente invento y el primer método correspondiente de controlar la actuación del sistema de células de combustible, controlan el accionamiento del motor, con el fin de hacer que el motor consuma energía eléctrica generada a partir de las células de combustible, sin producir ningún par en el árbol de accionamiento del motor.
En el primer sistema de células de combustible del presente invento y en el primer método correspondiente de controlar la actuación del sistema de células de combustible, en el momento de activar las células de combustible, se controla el motor para consumir la energía eléctrica obtenida a partir de las células de combustible en el momento de activarlas. Esta disposición hace que la energía eléctrica sea extraída de las células de combustible de manera forzada y, por tanto, mejora las reacciones electroquímicas que tienen lugar en las células de combustible. Las reacciones mejoradas incrementan el calor generado por el efecto Joule y permiten que la temperatura interna de las células de combustible sea incrementada hasta el valor estacionario en un breve período de tiempo. Si bien el motor consume energía eléctrica, no entrega par alguno en el árbol de accionamiento del motor. Es decir, el motor no es accionado, prácticamente, en la condición de entrega de potencia insuficiente de las células de combustible. Por ejemplo, en el caso en que el sistema de células de combustible esté montado en el vehículo eléctrico, éste no es accionado mientras la entrega de potencia de las células de combustible no sea suficiente para satisfacer los requerimientos de potencia del vehículo eléctrico.
De acuerdo con una aplicación preferible del presente invento, el primer sistema de células de combustible incluye, además, una unidad de detección de la temperatura que mide la temperatura interna de las células de combustible. La unidad de control del motor controla el accionamiento de éste para hacer variar la energía eléctrica consumida por el motor de acuerdo con la temperatura interna observada.
La disposición para hacer variar la energía eléctrica extraída de las células de combustible de acuerdo con la temperatura interna observada de las células de combustible, hace posible elevar aquélla hasta el valor estacionario con gran eficacia en un período de tiempo más corto, sin llegar a superar el margen permisible de la energía eléctrica generada por las células de combustible.
De acuerdo con otra aplicación preferible del presente invento, el primer sistema de células de combustible incluye, además, una batería secundaria capaz de suministrar energía eléctrica al motor con el fin de impulsarlo; y una unidad de regulación de alimentación con batería que regula un suministro de energía eléctrica desde la batería secundaria al motor. La unidad de regulación de alimentación con batería interrumpe el suministro de energía eléctrica desde la batería secundaria al motor en el momento de activarse las células de combustible.
En la estructura que incluye la batería secundaria, la interrupción del suministro de energía eléctrica desde la batería secundaria al motor aumenta el consumo de energía eléctrica de las células de combustible por el motor y, por tanto, la extracción de energía eléctrica de las células de combustible, haciendo posible así que la temperatura interna de las células de combustible sea elevada hasta el valor estacionario en un breve período de tiempo.
De acuerdo con una realización preferible del primer sistema de células de combustible, la unidad de control del motor controla el accionamiento de éste, que se expresa como modelo en los ejes d-q, para hacer que la intensidad de la corriente eléctrica que circula por el arrollamiento según el eje q sea sustancialmente igual a cero y que el valor de la corriente eléctrica que circula por un arrollamiento según el eje d sea igual a un valor predeterminado, no menor que cero.
Tal control hace que el motor consuma la energía eléctrica a través de la pérdida óhmica del arrollamiento según el eje d, sin producir ningún par sobre el árbol de accionamiento.
En la realización para el control del accionamiento del motor en la forma antes indicada, el primer sistema de células de combustible incluye, además, una unidad de detección de la temperatura que mide la temperatura interna de las células de combustible. La unidad de control del motor controla el accionamiento de éste para hacer variar la corriente eléctrica que circula por el arrollamiento según el eje d, de acuerdo con la temperatura interna observada.
Esta disposición hace variar el valor de la corriente eléctrica que circula por el arrollamiento según el eje d, de acuerdo con la temperatura interna de las células de combustible, para variar la energía eléctrica consumida por el motor, haciendo posible así que se eleve la temperatura interna de las células de combustible hasta el valor estacionario de manera muy eficaz y en un breve período de tiempo.
De acuerdo con todavía otra aplicación preferible del presente invento, el primer sistema de células de combustible incluye, además: una unidad generadora de combustible gaseoso que genera el combustible gaseoso a partir de un suministro de combustible crudo y alimenta el combustible gaseoso obtenido a temperatura relativamente elevada desde la unidad generadora de combustible gaseoso a las células de combustible. La unidad de regulación del flujo incrementa el caudal de combustible gaseoso a temperatura relativamente elevada para que sea mayor que un caudal estándar predeterminado en el momento de activarse las células de combustible.
El combustible gaseoso alimentado desde la unidad de generación de combustible gaseoso tiene, generalmente, una temperatura relativamente elevada. El hecho de aumentar el caudal de combustible gaseoso suministrado desde la unidad generadora del mismo a las células de combustible, hace posible incrementar la temperatura interna de éstas hasta el valor estacionario en un período de tiempo aún más corto.
Podría considerarse otro sistema de células de combustible con células que reciben un suministro de combustible gaseoso y generan energía eléctrica. El sistema de células de combustible incluye: una unidad generadora de combustible gaseoso que proporciona el combustible gaseoso a partir de un suministro de combustible crudo y que alimenta el combustible gaseoso obtenido, a temperatura relativamente elevada, a las células de combustible; y una unidad de regulación del caudal, que regula el caudal del combustible gaseoso a temperatura relativamente elevada alimentado desde la unidad generadora del mismo a las células de combustible. La unidad de regulación del flujo incrementa el caudal de combustible gaseoso a temperatura relativamente elevada para que sea mayor que un caudal estándar predeterminado en el momento de activarse las células de combustible.
Podría considerarse otro método de controlar la actuación de un sistema de células de combustible que incluya células de combustible que reciban un suministro de combustible gaseoso y generen energía eléctrica, una unidad generadora de combustible gaseoso que produzca el combustible gaseoso a partir de un suministro de combustible crudo y que alimente el combustible gaseoso producido, a temperatura relativamente elevada, a las células de combustible, y una unidad de regulación del flujo que regule el caudal del combustible gaseoso a temperatura relativamente elevada alimentado desde la unidad generadora de combustible gaseoso a las células de combustible.
El otro método incluye las operaciones de:
(a) controlar la unidad generadora de combustible gaseoso y la activación de las células de combustible; y
(b) incrementar el caudal del combustible gaseoso a temperatura relativamente elevada para que sea mayor que un caudal estándar predeterminado en el momento de activar las células de combustible.
El otro sistema anterior de células de combustible y el otro método correspondiente, anterior, de controlar la actuación del sistema de células de combustible, aumenta el caudal del combustible gaseoso a temperatura relativamente elevada alimentado desde la unidad generadora de combustible gaseoso a las células de combustible para que sea mayor que el caudal estándar, predeterminado, en el momento de activarse las células de combustible.
El combustible gaseoso alimentado desde la unidad generadora de combustible gaseoso tiene una temperatura relativamente elevada. En el otro sistema anterior de células de combustible y en el otro método correspondiente, anterior, de controlar la actuación del sistema de células de combustible, el incrementar el caudal del combustible gaseoso alimentado desde la unidad generadora de combustible gaseoso a las células de combustible en el momento de activarse estas, hace posible, así, elevar la temperatura interna de las células de combustible hasta el valor estacionario en un corto período de tiempo.
En la configuración para regular el caudal del combustible gaseoso en la forma antes mencionada, es preferible que el otro sistema anterior de células de combustible incluya, además, una unidad de detección de la temperatura que mida la temperatura interna de las células de combustible que la unidad de regulación del flujo devuelva el caudal del combustible gaseoso al caudal estándar predeterminado cuando la temperatura interna observada alcance un valor prefijado.
La disposición para devolver el caudal del combustible gaseoso al caudal estándar predeterminado cuando la temperatura interna de las células de combustible alcanza el valor estacionario, impide, efectivamente un suministro innecesario, desperdiciado, de combustible gaseoso a las células de combustible.
El otro sistema anterior de células de combustible puede incluir, además, un conducto para un flujo de escape gaseoso que introduce un escape del combustible gaseoso descargado de las células de combustible a la unidad generadora de combustible gaseoso. La unidad generadora de combustible gaseoso logra la combustión del escape gaseoso introducido para obtener parte de la energía térmica requerida para producir el combustible gaseoso.
Como se ha descrito en lo que antecede, el caudal incrementado del combustible gaseoso alimentado a las células de combustible en el momento de la activación de las celdas de combustible, puede incrementar la cantidad del fluido gaseoso que no contribuye a la generación de energía en las células de combustible. Esta aplicación hace que la parte no contributiva del combustible gaseoso sea utilizada eficazmente como escape gaseoso por la unidad generadora de combustible gaseoso, evitando así el desperdicio del combustible gaseoso.
El presente invento está dirigido, también, a un primer vehículo eléctrico con un sistema de células de combustible montado en él. En este caso, el sistema de células de combustible está diseñado de acuerdo con el primer sistema de células de combustible.
En el primer vehículo eléctrico, un par generado en un árbol de accionamiento del motor es transmitido a un eje para proporcionar una fuerza propulsora al vehículo eléctrico. La unidad de control del motor controla el accionamiento de éste con el fin de hacer que el motor consuma la energía eléctrica proporcionada como salida de las células de combustible sin producir par alguno en el árbol de accionamiento del motor en el momento de activarse las células de combustible.
Podría considerarse otro vehículo eléctrico con un sistema de células de combustible montado en él. En este caso, el sistema de células de combustible incluye células de combustible que reciben un suministro de combustible gaseoso y que generan energía eléctrica; una unidad generadora de combustible gaseoso que produce el combustible gaseoso a partir de un suministro de combustible crudo y que alimenta el combustible gaseoso producido a temperatura relativamente elevada, a las células de combustible; y una unidad de regulación del flujo que regula el caudal de combustible gaseoso a temperatura relativamente elevada, alimentado desde la unidad generadora de combustible gaseoso a las células de combustible.
En el otro vehículo eléctrico anterior, un par generado en un árbol de accionamiento de un motor, es transmitido a un eje para proporcionar la fuerza propulsora del vehículo eléctrico. La unidad de regulación del flujo incrementa el caudal del combustible gaseoso a temperatura relativamente elevada para que sea mayor que un caudal estándar predeterminado en el momento de activarse las células de combustible.
El primer vehículo eléctrico y el otro vehículo eléctrico tienen, respectivamente, los sistemas de células de combustible antes mencionados, montados en ellos. Estas disposiciones permiten elevar la temperatura interna de las células de combustible al valor estacionario en un breve período de tiempo, en el momento de poner en marcha el vehículo eléctrico. El vehículo eléctrico comienza a funcionar así rápidamente con las células de combustible en el estado estacionario.
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 ilustra la estructura de un sistema de células de combustible en una realización del presente invento;
la Fig. 2 es una gráfica de proceso que representa una rutina de tratamiento en el momento de activar el sistema 10 de células de combustible ilustrado en la Fig. 1;
la Fig. 3 representa el motor de la Fig. 1 como modelo con ejes d-q; y
la Fig. 4 es una gráfica que muestra las características voltaje-intensidad con respecto a la temperatura interna de las células 40 de combustible representadas en la Fig. 1, como parámetro.
Mejores modos de llevar a la práctica el invento
En lo que sigue, se describe un modo de llevar a la práctica el presente invento, como realización preferida. La Fig. 1 ilustra la estructura de un sistema de células de combustible en una realización del presente invento. El sistema de células de combustible de la realización está montado en un vehículo eléctrico.
En lo que sigue se describen la estructura y las funciones generales del sistema de células de combustible representado en la Fig. 1. El sistema 10 de células de combustible mostrado en la Fig. 1 incluye, principalmente, un depósito 22 de metanol, un depósito 26 de agua, un reformador 30, células 40 de combustible, una batería secundaria 60, un inversor 70, un motor 80 y una unidad de control 100.
El depósito 22 de metanol y el depósito 26 de agua almacenan en ellos, respectivamente, metanol y agua. Bombas 23 y 27 están reguladas en respuesta a señales de control emitidas desde la unidad de control 100. Las bombas 23 y 27 suministran, respectivamente, metanol del almacenado en el depósito 22 de metanol y agua de la almacenada en el depósito 26 de agua, al reformador 30, a través de conductos de suministro de metanol y de agua prefijados. Un perceptor de flujo 25 mide el caudal de metanol a través del conducto para el mismo, mientras que un perceptor de flujo 28 mide el caudal de agua a través del conducto de suministro de agua. Ambos perceptores 25 y 28 transmiten el resultado de las mediciones a la unidad de control 100.
El reformador 30 genera un gas rico en hidrógeno (gas reformado) que contiene hidrógeno a partir de los suministros de agua y metanol, como combustible crudo mediante una reacción de reformación del metanol con vapor de agua, expresada como Ecuación (1), que se da en lo que sigue:
(1)CH_{3}OH + H_{2}O \rightarrow 3H_{2} +CO_{2}
Más concretamente, el reformador 30 incluye una unidad evaporadora y una unidad reformadora, de las que no se ilustra ninguna. La unidad evaporadora evapora el agua y el metanol suministrados, produce una mezcla gaseosa de metanol y agua y suministra esta mezcla gaseosa como gas combustible crudo a la unidad reformadora.
La unidad reformadora se llena con catalizador para reformación de metanol, tal como un catalizador de cobre-zinc (Cu-Zn). En la unidad reformadora, el gas combustible crudo suministrado desde la unidad evaporadora es expuesto al catalizador de reformación de metanol y se lleva a cabo la reacción de reformación del metanol con vapor de agua en la superficie del catalizador. A medida que avanza esta reacción, se producen hidrógeno y dióxido de carbono para generar un gas rico en hidrógeno.
La reacción de reformación de metanol con vapor de agua que tiene lugar en la unidad reformadora es endotérmica en conjunto. Un quemador 32 está dispuesto en el reformador 30 para suministrar el calor requerido por la reacción. El quemador 32 recibe, generalmente, un suministro de metanol desde el depósito 22 de metanol a través de una bomba 24 y consigue la combustión del metanol suministrado como combustible, con el fin de generar la energía térmica requerida por la unidad reformadora. El quemador 32 también genera la energía térmica requerida por la unidad evaporadora para evaporar el metanol y el agua.
La bomba 34 es regulada en respuesta a una señal de control emitida desde la unidad de control 100 y alimenta el gas rico en hidrógeno generado por el reformador 30 a las células de combustible 40 a través del conducto para el suministro de gas rico en hidrógeno. Un perceptor de flujo 36 mide el caudal del gas rico en hidrógeno a través del conductor para el suministro de gas rico en hidrógeno y transmite los resultados de la medición a la unidad de control 100.
Las células de combustible 40 reciben el suministro de gas rico en hidrógeno alimentado desde el reformador 30 como combustible gaseoso y un suministro de gas oxidante (no representado) que contiene oxígeno, y producen energía eléctrica merced a reacciones electroquímicas expresadas por las Ecuaciones (2) a (4) que se ofrecen en lo que sigue:
(2)H_{2} \rightarrow 2H^{+} +2e^{-}
(3)2H^{+} + 2e^{-} + (1/2)O_{2} \rightarrow H_{2}O
(4)H_{2} +(1/2)O_{2} \rightarrow H_{2}O
En esta realización, las células de combustible 40 son células de combustible de electrolito polímero y tienen una estructura apilada obtenida disponiendo una pluralidad de células unitarias (no representado) una sobre otra. Cada célula unitaria incluye una membrana de electrolito, un ánodo, un cátodo y un separador. El suministro de gas rico en hidrógeno es alimentado al ánodo de cada célula unitaria por un conducto para combustible gaseoso (no representado), para ser sometido a la reacción expresada por la Ecuación (2). El suministro de gas oxidante es alimentado, por otra parte, al cátodo de cada célula unitaria por un conducto para flujo de gas oxidante (no mostrado) para ser sometido a la reacción expresada por la Ecuación (3). La Ecuación (4) ilustra la reacción que tiene lugar en conjunto en la célula de combustible.
Las células de combustible 40 suministran la energía eléctrica generada a partir de estas reacciones electroquímicas al motor 80 a través del inversor 70.
Un perceptor de temperatura 42 mide la temperatura interna de las células de combustible 40 y transmite los resultados de la medición a la unidad de control 100.
Un conducto 120 para el flujo de escape de combustible gaseoso introduce el escape de combustible gaseoso (escape en forma de gas rico en hidrógeno) tras la reacción electroquímica en los ánodos de las células de combustible 40, en el quemador 32 del reformador 30 mediante una bomba 122.
Hay diodos 52 y 54 dispuestos entre las células de combustible 40 y la batería secundaria 60 para hacer que la corriente eléctrica sólo circule en una dirección entre las células de combustible 40 y el inversor 70 o la batería secundaria 60.
La batería secundaria está conectada en paralelo con las células de combustible 40 descritas en lo que antecede, y como las células de combustible 40, suministra energía eléctrica al motor 80 mediante el inversor 70. En esta realización, como batería secundaria 60 se utiliza una batería de plomo-ácido. Existe una variedad de otras baterías secundarias aplicables, tales como una batería de níquel-cadmio, una batería de níquel-hidrógeno y una batería secundaria de litio. La batería secundaria 60 tiene una capacidad como fuente de alimentación de corriente que depende de un estado de accionamiento esperado del vehículo eléctrico, es decir, de una magnitud de carga esperada, y una capacidad como fuente de alimentación de corriente de las células 40 dispuestas en paralelo.
En perceptor de SOC 62 mide el estado de carga de la batería secundaria 60 y transmite el resultado de la medición a la unidad de control 100. En un ejemplo concreto, el perceptor 62 de SOC incluye un medidor del SOC que acumula el producto de los valores de las corrientes de carga y de descarga y el tiempo, de la batería secundaria 60. La unidad de control 100 calcula el estado de carga de la batería secundaria 60 basándose en el valor acumulado. El perceptor 62 del SOC puede incluir un perceptor de voltaje que mida el voltaje de salida de la batería secundaria 60 o un perceptor de densidad que mida la densidad de una solución de electrolito de la batería secundaria 60, en lugar del medidor del SOC. En tales casos, la unidad de control 100 calcula el estado de carga de la batería secundaria 60 a partir de los valores correspondientes observados.
Un interruptor 64 de conexión de la batería secundaria conecta y desconecta la batería secundaria 60 respecto del inversor 70, en respuesta a una señal de control emitida desde la unidad de control 100.
El inversor 70 convierte un voltaje de corriente continua aplicado por las células de combustible 40 o la batería secundaria 60 en un voltaje de corriente alterna trifásica y suministra el voltaje de corriente alterna trifásica convertido al motor 80. El inversor 70 regula la amplitud (realmente, la anchura de impulso) y la frecuencia del voltaje de corriente alterna trifásica suministrado al motor 80 en respuesta a una señal de control emitida desde la unidad de control 100, con el fin de ajustar el par producido por el motor 80.
Más concretamente, el inversor 70 tiene seis elementos de conmutación (por ejemplo, MOSFET bipolares (IGBT)) como elementos de circuito principales. Las operaciones de conmutación de estos elementos de conmutación son reguladas en respuesta a una señal de control emitida desde la unidad de control 100, con el fin de convertir un voltaje de corriente continua aplicado por las células de combustible 40 o la batería secundaria 60, en un voltaje de corriente alterna trifásica con una amplitud y una frecuencia deseadas, y suministrar el voltaje de corriente alterna trifásica convertido al motor 80.
Un perceptor 72 de corriente mide el valor de una corriente eléctrica que circula desde las células de combustible 40 o desde la batería secundaria 60 al inversor 70. Perceptores de corriente 74, 76 y 78 miden, respectivamente, los valores de la corriente eléctrica que circula por una fase U, una fase V y una fase W. Estos perceptores de corriente transmiten el resultado de las mediciones a la unidad de control 100.
El motor 80 es, por ejemplo, un motor síncrono trifásico y es accionado mediante la energía eléctrica aplicada desde las células de combustible 40 o la batería secundaria 60 a través del inversor 70, para generar un par en un árbol de accionamiento. El par producido es transmitido a un eje 90 mediante un engranaje 92 para comunicar una fuerza de accionamiento a rotación a las ruedas 94. El vehículo eléctrico obtiene así la fuerza propulsora necesaria para su marcha.
Un perceptor 84 de ángulo de rotación mide un ángulo de rotación del árbol de accionamiento del motor 80 y transmite el resultado de la medición a la unidad de control 100.
Un perceptor 112 de la posición del pedal del acelerador mide una magnitud de desplazamiento de un pedal 110 de acelerador y transmite el resultado de la medición a la unidad de control 100.
Como se muestra en la Fig. 1, la unidad de control 100 incluye un controlador 101 y una puerta 108 de entrada-salida. El controlador 101 incluye una CPU (unidad central de tratamiento) 102, una ROM (memoria de sólo lectura) 104 y una RAM (memoria de acceso aleatorio) 106. La CPU 102 lleva a cabo las operaciones requeridas de acuerdo con programas de control, con el fin de ejecutar series de tratamientos y de controles. La ROM 104 es una memoria en la que se almacenan con anticipación los programas y los datos de control empleados para la ejecución de las operaciones. La RAM 106 es una memoria en la que se almacenan temporalmente una variedad de datos obtenidos mediante la ejecución de las operaciones. La puerta 108 de entrada-salida transfiere los resultados de entrada de las mediciones transmitidas desde los diversos perceptores al controlador 101 y emite como salida una variedad de señales de control a los constituyentes respectivos, de acuerdo con las instrucciones del controlador 101.
Con referencia a la Fig. 2, en lo que sigue se describen los detalles de una rutina de tratamiento ejecutada en el momento de poner en marcha el vehículo eléctrico, es decir, en el momento de activar el sistema 10 de células de combustible representado en la Fig. 1.
Cuando se pone en marcha el vehículo eléctrico, el programa entra en la rutina de activación ilustrada en la Fig. 2. La unidad de control 100 activa primero el reformador 30 (paso S20). De acuerdo con un procedimiento concreto, la unidad de control 100 activa las bombas 23 y 27 para iniciar el suministro de metanol y agua al reformador 30, y activa la bomba 24 para comenzar la combustión en el quemador 32. La reacción de reformación del metanol con vapor de agua previamente descrita, se inicia entonces en el reformador 30 para empezar a generar el gas rico en hidrógeno.
La unidad de control 100 activa entonces las células de combustible 40 (paso S22). De acuerdo con un procedimiento concreto, la unidad de control 100 activa la bomba 34 para iniciar el suministro del gas rico en hidrógeno, generado por el reformador 30, a las células de combustible 40, y da comienzo al suministro del gas oxidantes a las células de combustible 40 merced al mecanismo no ilustrado. Tienen lugar entonces las reacciones electroquímicas previamente descritas en las células de combustible 40 para comenzar a generar energía eléctrica.
La unidad de control 100 recibe subsiguientemente el resultado de la medición del perceptor de temperatura 42 para especificar la temperatura interna de las células de combustible 40 (paso S24) y determina si la temperatura interna observada alcanza o no el valor estacionario, es decir, la temperatura prefijada que permite que las células de combustible proporcionen la salida requerida (paso S26). En el momento de activarse las células de combustible 40, éstas tienen generalmente una temperatura interna baja, que todavía no ha llegado al valor estacionario. La unidad de control 100 pasa, en consecuencia al proceso del paso S28.
La unidad de control 100 activa la batería secundaria conectando el interruptor 64 para desconectar la batería secundaria 60 del inversor 70 (paso S28). Esta operación corta el suministro de energía eléctrica desde la batería secundaria 60 al motor 80 y permite que solamente se alimente al motor 80, a través del inversor 70, la energía eléctrica generada por las células de combustible 40.
La unidad de control 100 controla entonces el motor 80 a través del inversor 70 para llevar a cabo un control del tiempo de actuación del motor que se describe en lo que sigue (paso S30).
De acuerdo con un procedimiento concreto, la unidad de control 100 controla el accionamiento del motor 80 con el fin de hacer que éste consuma la energía eléctrica alimentada desde las células de combustible 40, al tiempo que controla el inversor 70 para no producir par alguno en el árbol de accionamiento 82 del motor 80.
La Fig. 3 muestra el motor de la Fig. 1 como un modelo con ejes d-q. Como se ha mencionado previamente, el motor 80 es un motor síncrono trifásico. En general, el motor se expresa en forma equivalente mediante el modelo con ejes d-q ilustrado en la Fig. 3. El eje que pasa por el centro del motor y que corre a lo largo del campo magnético generado por el rotor 202 se conoce, en general, como eje d, mientras que el eje perpendicular al eje d en una superficie de revolución del rotor 202 se conoce, en general, como eje q. A saber, en el modelo ilustrado en la Fig. 3, el arrollamiento de estator a lo largo del eje d se denomina arrollamiento 204 de eje d y el arrollamiento de estator a lo largo del eje q se denomina arrollamiento 206 de eje q.
Como se comprende claramente a partir de la Fig. 3, un par T del motor únicamente está dominado por una corriente eléctrica de eje q, i_{q}, que circula por el arrollamiento 206 de eje q.
El par T del motor está definido por la corriente eléctrica de eje q, i_{q}, de acuerdo con la Ecuación (5) siguiente:
(5)T=\sqrt{\frac{3}{2}}\Phi_{0}i_{q} = K_{T}i_{q}
donde \Phi_{0} designa la magnitud del flujo del campo magnético del motor y K_{T} designa la constante de par.
Esta ecuación muestra que la corriente eléctrica de eje q, i_{q} debe hacerse igual a cero con el fin de evitar que le motor genere par alguno.
El arrollamiento 204 de eje d está dispuesto en la posición específica en la que el flujo magnético del rotor sea igual a cero, de modo que la corriente eléctrica de eje d, i_{d}, no contribuya a la generación de par por parte del motor sino que genere una pérdida óhmica en el arrollamiento 206 de eje q.
A saber, fijando un valor mayor que cero para la corriente eléctrica de eje d, i_{d}, se asegura un consumo de energía eléctrica sin hacer que el motor genere ningún par.
En esta realización, como se ha descrito en lo que antecede, la unidad de control 100 lleva a cabo el control del tiempo de actuación el motor a través del inversor 70 y regula la corriente eléctrica de eje q, i_{q}, del motor 80 a cero, con el fin de evitar que se produzca un par en el árbol de accionamiento 82 del motor 80. Simultáneamente, la unidad de control 100 regula la corriente eléctrica de eje d, i_{d}, para que sea mayor que cero, con el fin de hacer que el motor 80 consuma a la fuerza energía eléctrica en virtud de la pérdida óhmica en el arrollamiento 206 de eje q.
Como resultado de esta operación de control, el motor 80 consume la energía eléctrica de las células de combustible 40, y la energía eléctrica es extraída, forzosamente, de las células de combustible 40. La salida forzosa de la energía eléctrica mejora la cantidad de reacciones electroquímicas que tienen lugar en las células de combustible 40 con fines de compensación. Esto incrementa el calor generado por el efecto Joule en las células de combustible 40 y eleva bruscamente la temperatura interna de las células de combustible 40. La temperatura interna de las células de combustible 40 es así incrementada hasta el valor estacionario en un corto período de tiempo.
En el árbol de accionamiento 82 del motor 80 no se genera par alguno. En tanto la potencia entregada por las células de combustible 40 no sea suficiente para satisfacer la potencia requerida por el vehículo eléctrico, el motor 80 no es accionado para hacer girar el eje 90 e impulsar el vehículo eléctrico.
Como se ha mencionado en lo que antecede, se corta el suministro de energía eléctrica desde la batería secundaria 60 al motor 80, de modo que éste solamente consume la energía eléctrica generada por las células de combustible 40. Esta disposición permite que se obtenga energía eléctrica a partir de las células de combustible con gran rendimiento.
En esta realización, la unidad de control 100 especifica la energía eléctrica que ha de ser consumida por el motor 80 de acuerdo con la temperatura interna de las células de combustible 40 medida por el perceptor de temperatura 42, y regula la corriente eléctrica de eje d, i_{d}, para que tenga un valor mayor que cero, que corresponde con la energía eléctrica especificada.
La Fig. 4 es una gráfica que muestra las características de voltaje- intensidad con respecto a la temperatura interna de las células de combustible 40 ilustradas en la Fig. 1 como parámetro. En la gráfica de la Fig. 4, la temperatura interna aumenta en el orden de ta, tb, tc (ta<tb<tc).
Como se muestra en la Fig. 4, la energía eléctrica (es decir, el voltaje x la intensidad) que puede ser generada por las células de combustible 40 depende de la temperatura interna de las células de combustible 40. En la condición de temperatura interna baja (caso de ta), las células de combustible 40 solamente pueden generar poca energía eléctrica. La cantidad de energía eléctrica que puede generarse aumenta al incrementarse la temperatura interna (ta \rightarrow tb \rightarrow tc).
En la condición de temperatura interna baja de las células de combustible 40 (por ejemplo, en el caso de ta), el hecho de fijar un valor excesivamente grande para la energía eléctrica extraída de las células de combustible 40 (es decir, la energía eléctrica consumida por el motor 80) puede superar el nivel de energía eléctrica que pueden generar las células de combustible 40, dando como resultado un brusco descenso del voltaje de salida de las células de combustible 40.
En otro ejemplo, la energía eléctrica extraída de las células de combustible se fija a un valor determinado, correspondiente a la temperatura interna baja de las células de combustible 40 (por ejemplo, dicho valor determinado es igual a una energía eléctrica inferior a la que puede ser generada en la condición de temperatura interna baja), con independencia de una variación subsiguiente de la temperatura interna. En este caso, aún cuando la temperatura interna de las células de combustible 40 aumente para incrementar la energía eléctrica que puede generarse, solamente es extraída de las células de combustible 40 la energía eléctrica fija, que podría ser bastante menor que el nivel incrementado que puede generarse. Esto empeora la eficacia creciente de la temperatura interna.
La técnica de la realización regula la energía eléctrica consumida por el motor 80 de acuerdo con la temperatura interna de las células de combustible 40. con el fin de hacer que la energía eléctrica extraída de las células de combustible 40 no supere la energía eléctrica que puede ser generada a cada valor de la temperatura interna de las células de combustible 40, pero esté tan próxima a ella como sea posible. En el caso de la temperatura interna baja de las células de combustible 40, el valor de la corriente eléctrica de eje d, i_{d}, es regulado para hacer que la energía eléctrica consumida por el motor 80 sea un poco más baja de la que puede generarse. Al incrementarse la temperatura interna, se incrementa el valor de la corriente eléctrica de eje d, i_{d}, para elevar gradualmente la energía eléctrica consumida por el motor 80.
La unidad de control 100 relaciona el resultado de las mediciones transmitidas desde el perceptor de temperatura 42 así como desde el perceptor de corriente 72, los perceptores de corriente 74 a 78 y el perceptor 84 de ángulo de rotación, y lleva a cabo el control del tiempo de actuación del motor.
La unidad de control 100 lleva a cabo, subsiguientemente, una regulación del tiempo de actuación sobre el caudal de gas como se describirá en lo que sigue en relación con las bombas 34 y 122 y los otros elementos relacionados (paso S32).
De acuerdo con un procedimiento concreto, la unidad de control 100 regula el accionamiento de la bomba 34 para aumentar el caudal de gas rico en hidrógeno alimentado desde el reformador 30 a las células de combustible 40 de modo que sea mayor que un caudal estándar al que se hace referencia en lo que sigue.
En general, la cantidad de gas rico en hidrógeno que han de suministrar las reacciones electroquímicas de las células de combustible, se determina teóricamente de acuerdo con la potencia requerida de las células de combustible. En la realidad, sin embargo, es necesario suministrar una cantidad del gas rico en hidrógeno algo mayor que la cantidad determinada teóricamente, con el fin de asegurar la potencia de salida requerida de las células de combustible.
La técnica del presente invento establece el caudal real del gas rico en hidrógeno, que ha de ser suministrado a las células de combustible para asegurar una salida deseada de las células de combustible, a un caudal estándar para la salida deseada. El caudal estándar se establece para cada salida de las células de combustible de acuerdo con la estructura y el comportamiento de cada conjunto individual de células de combustible.
Es necesario un incremento de la cantidad de gas rico en hidrógeno generado por el reformador 30 para elevar el caudal del gas rico en hidrógeno. La unidad de control 100 controla, en consecuencia el accionamiento de las bombas 23 y 27 para aumentar el caudal de metanol suministrado desde el depósito 22 de metanol al reformador 30 y el caudal de agua suministrado desde el depósito de agua 26 al reformador 30 con un incremento requerido del caudal del gas rico en hidrógeno.
Como se ha descrito previamente, el quemador 32 genera la energía térmica en el reformador 30 de manera que la salida de gas rico en hidrógeno del reformador 30 tenga una temperatura relativamente alta. El aumento del caudal de gas rico en hidrógeno suministrado desde el reformador 30 a las células de combustible 40 hace que una gran cantidad del gas rico en hidrógeno a temperatura relativamente elevada, sea hecho circular a las células de combustible 40. Esta circulación también contribuye a incrementar la temperatura interna de las células de combustible hasta el valor estacionario en un corto período de tiempo.
El aumento del caudal del gas rico en hidrógeno suministrado desde el reformador 30 a las células de combustible 40 incrementa, también, la cantidad de escape de combustible gaseoso, es decir, el escape del gas rico en hidrógeno descargado desde las células de combustible 40. Cuando el caudal del gas rico en hidrógeno suministrado a las células de combustible 40 sea mayor que el caudal estándar, la cantidad de hidrógeno será excesiva en las células de combustible 40. La cantidad de hidrógeno que no se ve implicada en las reacciones electroquímicas aumenta en consecuencia. Esto hace que se incremente la cantidad de hidrógeno que queda en el escape de combustible gaseoso descargado desde las células de combustible 40. El rechazo del escape de combustible gaseoso da como resultado el desperdicio del valioso recurso.
En esta realización, la unidad de control 100 controla el accionamiento de la bomba 122, además del control anterior, con el fin de suministrar el escape de combustible gaseoso descargado desde las células de combustible 40 al quemador 32 del reformador 30, por el conducto 120 de flujo de escape de combustible gaseoso.
Esto permite que el hidrógeno que queda en el escape del combustible gaseoso sea sometido a combustión como combustible en el quemador 32, asegurándose así un uso efectivo del hidrógeno e impidiéndose el consumo sin aprovechamiento del valioso recurso.
La unidad de control 100 retorna al tratamiento del paso S24 y especifica la temperatura interna de las celdas de combustible 40 basándose en el resultado de la medición transmitida desde el perceptor de temperatura 42. La serie anterior del tratamiento se repite hasta que la temperatura interna de las células de combustible 40 alcanza el valor estacionario.
Cuando la temperatura interna de las células de combustible 40 alcanza, eventualmente, el valor estacionario, la unidad de control 100 abandona la serie anterior del bucle de tratamiento y continúa al tratamiento del paso S34.
En el paso S34, la unidad de control 100 acciona el interruptor 64 de conexión de la batería secundaria para conectar la batería secundaria 60 con el inversor 70. Esta conexión hace posible que, tanto la salida de energía eléctrica de la batería secundaria 60, como la energía eléctrica generada por las células de combustible 40 sea suministrada al motor 80 a través del inversor 70.
La unidad de control 100 controla subsiguientemente el motor 80 mediante el inversor 70 para llevar a cabo un control estándar del motor, en lugar del control del tiempo de actuación del motor descrito previamente (paso S36). De acuerdo con un procedimiento concreto, la unidad de control 100 calcula la salida requerida, por ejemplo a partir del resultado de la medición transmitida desde el perceptor 112 de posición del pedal del acelerador y suministra la energía eléctrica alimentada desde las células de combustible 40 y la salida de energía eléctrica de la batería secundaria 60 al motor 80 a través del inversor 70, con el fin de generar un par requerido en el árbol de accionamiento 82. El par así generado es transmitido al eje 90 para impulsar el vehículo eléctrico.
La unidad de control 100 relaciona los resultados de las mediciones transmitidas desde el perceptor 112 de posición del pedal del acelerador, así como del perceptor 72 de corriente, los perceptores 74 a 78, el perceptor 84 de ángulo de rotación, y el perceptor 62 de SOC y controla el accionamiento del motor 80.
Una vez que la temperatura interna de las células de combustible 40 alcanza el valor estacionario, las células de combustible 40 pueden generar una entrega de potencia suficiente para satisfacer la potencia requerida por el vehículo eléctrico. En consecuencia no surgen problemas debido al cambio del control de accionamiento del motor 80 al control estándar en el tiempo estacionario. No surgen problemas por la conexión de la batería secundaria 60 para permitir el suministro de energía eléctrica desde la batería secundaria 60 al motor 80.
La unidad de control 100 lleva a cabo, subsiguientemente una regulación del tiempo de actuación del caudal de gas con respecto a la bomba 34 y los otros elementos relacionados (paso S38). De acuerdo con un procedimiento concreto, la unidad de control 100 controla el accionamiento de la bomba 34 para devolver el caudal del gas rico en hidrógeno suministrado desde el reformador 30 a las células de combustible 40 al valor del caudal estándar previamente descrito, y controla el accionamiento de las bombas 23 y 27 para regular los caudales de metanol y de agua suministrados al reformador 30 de acuerdo con el caudal del gas rico en hidrógeno.
Una vez que el control de accionamiento del motor 80 y la regulación de caudal del gas rico en hidrógeno son devueltos a los valores del control estándar y de la regulación en el tiempo estacionario, el programa abandona la serie del tratamiento de actuación descrita anteriormente.
Como se ha descrito en lo que antecede, la técnica de esta realización hace que se extraiga energía eléctrica de manera forzada de las células de combustible 40 en el momento de activarse éstas, con el fin de incrementar el calor generador por el efecto Joule en las células de combustible 40 y, por tanto, incrementa la temperatura interna de las células de combustible 40 hasta el valor estacionario en un corto período de tiempo. En este momento, no se genera par alguno en el árbol de accionamiento 82 del motor 80. Mientras la entrega de potencia de las células de combustible 40 no sea suficiente para satisfacer la potencia requerida por el vehículo eléctrico, éste no iniciará su marcha.
En el momento de activarse las células de combustible 40, el hecho de incrementar el caudal del gas rico en hidrógeno suministrado desde el reformador 30 a las células de combustible 40 hace que gran cantidad del gas rico en hidrógeno, a temperatura relativamente alta, sea hecho circular a las células de combustible 40. Este flujo contribuye, también, a elevar la temperatura interna de las células de combustible hasta el valor estacionario en un corto período de tiempo.
El presente invento no está limitado a la realización anterior ni a sus modificaciones, sino que pueden hacerse muchas otras modificaciones, cambios y alteraciones sin apartarse del alcance de las características principales del presente invento.
El procedimiento de la realización antes descrita lleva a cabo tanto el control del tiempo de actuación del motor (paso S30), como la regulación del tiempo de actuación del caudal de gas (paso S32), en el momento de activarse las células de combustible 40. Solamente el control o la regulación puede realizarse, alternativamente, de acuerdo con las necesidades.
En el procedimiento de la realización, la batería secundaria 60 se desconecta del inversor 70 en el momento de activarse las células de combustible 40. En caso de que fuese deseable consumir la salida de energía eléctrica procedente de la batería secundaria 60, puede omitirse la desconexión.
En la realización antes descrita, el motor 80 conectado al eje 90 del vehículo eléctrico consume la salida de energía eléctrica procedente de las células de combustible 40 en el momento de activarse éstas. La técnica del presente invento, sin embargo, no está limitada a este motor, sino que es aplicable a cualesquiera otros motores montados en el vehículo eléctrico para cualquier otro fin.
El reformador 30 utiliza metanol como combustible crudo para producir el gas rico en hidrógeno. Como combustible crudo puede utilizarse, y reformarse para producir el gas rico en hidrógeno, otro hidrocarburo distinto del metanol, por ejemplo, metano o gasolina. La reacción de reformación que tiene lugar en el reformador 30 puede consistir en una reacción de reformación por oxidación parcial, en lugar o además, de la reacción de reformación con vapor de agua. La estructura de la reformación del combustible crudo y la producción del combustible gaseoso descrita anteriormente, puede ser sustituida por la estructura que comprende una unidad de almacenamiento de hidrógeno que utilice hidrógeno gaseoso como combustible gaseoso.
Las células de combustible 40 no están limitadas a las células de combustible de electrolito polímero, sino que pueden ser muchos otros tipos de células, tales como células de combustible fosfato y células de combustible de electrolito sólido.
Campo de aplicación en la industria
La técnica del presente invento no está limitada a los vehículos eléctricos con el sistema de células de combustible montado en ellos sino que es industrialmente aplicable a cualquier otro transporte con el sistema de células de combustible montado en él, por ejemplo, vehículos, embarcaciones y aeronaves y a cualquier equipo eléctrico, tanto comercial como doméstico, al que sea aplicable el sistema de células de combustible.

Claims (9)

1. Un sistema de células de combustible que puede montarse en un vehículo eléctrico, que tiene células de combustible (40) que reciben un suministro de combustible gaseoso y generan energía eléctrica, comprendiendo dicho sistema de células de combustible:
un motor (80) que es accionado con la salida de energía eléctrica procedente de dichas células de combustible (40); y
una unidad (100) de control del motor que controla el accionamiento del citado motor (80),
caracterizado porque
dicha unidad (100) de control del motor controla el accionamiento del mencionado motor (80), con el fin de hacer que dicho motor (80) consuma la energía eléctrica procedente de dichas células de combustible (40) sin generar par alguno en el árbol de accionamiento (82) de dicho motor (80) en el momento de activarse dichas células de combustible (40).
2. Un sistema de células de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo además dicho sistema de células de combustible:
una unidad (42) de detección de temperatura que mide la temperatura interna de dichas células de combustible (40),
en el que dicha unidad (100) de control del motor controla el accionamiento de dicho motor (80) para hacer variar la energía eléctrica consumida por el mencionado motor (80), de acuerdo con la temperatura interna observada.
3. Un sistema de células de combustible de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, comprendiendo además dicho sistema de células de combustible:
una batería secundaria (60) que es capaz de suministrar energía eléctrica a dicho motor (80) con el fin de accionarlo; y
una unidad (100) para regulación de la alimentación de la batería, que regula una alimentación de energía eléctrica desde dicha batería secundaria (60) a dicho motor (80),
en el que dicha unidad (100) para regulación de la alimentación de la batería, interrumpe el suministro de energía eléctrica desde dicha batería secundaria (60) al mencionado motor en el momento de activarse dichas células de combustible (40).
4. Un sistema de células de combustible de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha unidad de control del motor controla el accionamiento de dicho motor (80), que se expresa como un modelo con ejes d-q, para hacer que un valor de la corriente eléctrica que circula por un arrollamiento (206) de eje q, sea sustancialmente igual a cero y que un valor de la corriente eléctrica que circula por un arrollamiento (204) de eje d, sea igual a un valor predeterminado no menor que cero.
5. Un sistema de células de combustible de acuerdo con la reivindicación 4, comprendiendo además dicho sistema de células de combustible:
una unidad (42) de detección de la temperatura que mide la temperatura interna de dichas células de combustible (40),
en el que dicha unidad de control del motor controla el accionamiento de dicho motor para hacer variar el valor de la corriente eléctrica que circula por dicho arrollamiento (204) de eje d, de acuerdo con la temperatura interna observada.
6. Un sistema de células de combustible de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, comprendiendo además dicho sistema de células de combustible:
una unidad (30) de generación de combustible gaseoso que produce el combustible gaseoso a partir de un suministro de combustible crudo y que alimenta el combustible gaseoso producido a dichas células de combustible (40); y
una unidad (100) de regulación de flujo que regula un caudal del combustible gaseoso alimentado desde dicha unidad (30) de generación del combustible gaseoso, a dichas células de combustible (40),
en el que dicha unidad (100) de regulación del flujo incrementa el caudal del combustible gaseoso para que sea mayor que un caudal estándar predeterminado en el momento de activarse dichas células de combustible (40).
7. Un sistema de células de combustible de acuerdo con la reivindicación 6, comprendiendo además dicho sistema de células de combustible:
una unidad (42) de detección de temperatura que mide la temperatura interna de dichas células de combustible (40),
en el que dicha unidad (100) de regulación del flujo devuelve el caudal de combustible gaseoso al valor del caudal estándar predeterminado cuando la temperatura interna observada alcanza un valor prefijado.
8. Un vehículo eléctrico con un sistema de células de combustible montado en él,
estando diseñado dicho sistema de células de combustible de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7,
en el que dicho par generado en dicho árbol de accionamiento (82) del citado motor (80) es transmitido a un eje para proporcionar una fuerza propulsora de dicho vehículo eléctrico.
9. Un método de controlar la actuación de un sistema de células de combustible, que comprende células de combustible (40) que reciben un suministro de combustible gaseoso y generan energía eléctrica y un motor (80) que es accionado con la salida de energía eléctrica de dichas células de combustible (40),
comprendiendo dicho método las operaciones de:
(a) controlar la activación de dichas células de combustible (40); y
(b) controlar el accionamiento de dicho motor (80), con el fin de hacer que el citado motor (80) consuma la salida de energía eléctrica de dichas células de combustible (40) sin generar par alguno en un eje (82) de accionamiento de dicho motor (80) en el momento de activarse dichas células de combustible (40).
ES99905254T 1998-05-14 1999-02-19 Sistema de celulas de combustible y coche electrico en el que se monta y metodo de control de arranque para sistema de celulas de combustible. Expired - Lifetime ES2207175T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15211198 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 (1)

Publication Number Publication Date
ES2207175T3 true ES2207175T3 (es) 2004-05-16

Family

ID=15533307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES99905254T Expired - Lifetime ES2207175T3 (es) 1998-05-14 1999-02-19 Sistema de celulas de combustible y coche electrico en el que se monta y metodo de control de arranque para sistema de celulas de combustible.

Country Status (11)

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

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
JP2004538600A (ja) * 2000-10-30 2004-12-24 ジーテック コーポレーション 様々なシステム動作パラメータを制御するための流体調節要素を用いたハイブリッド動力システム
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
US6746790B2 (en) * 2001-08-15 2004-06-08 Metallic Power, Inc. Power system including heat removal unit 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
DE102015105391B4 (de) * 2014-04-15 2017-09-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Elektrisches fahrzeug
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***
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

Family Cites Families (19)

* 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
JPH0381971A (ja) * 1989-04-28 1991-04-08 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池の運転方法
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
JP3399566B2 (ja) 1992-11-12 2003-04-21 石川島播磨重工業株式会社 燃料電池
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

Also Published As

Publication number Publication date
PL343836A1 (en) 2001-09-10
US6520273B1 (en) 2003-02-18
EP1091436B1 (en) 2003-11-19
DE69912953T2 (de) 2004-09-02
JP4244399B2 (ja) 2009-03-25
EP1091436A4 (en) 2001-08-29
CN1300450A (zh) 2001-06-20
JPH11329471A (ja) 1999-11-30
CN1169253C (zh) 2004-09-29
WO1999059217A1 (fr) 1999-11-18
EP1091436A1 (en) 2001-04-11
CA2332119A1 (en) 1999-11-18
DE69912953D1 (de) 2003-12-24
BR9910452A (pt) 2001-09-04
KR100385193B1 (ko) 2003-05-27
KR20010043579A (ko) 2001-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2207175T3 (es) Sistema de celulas de combustible y coche electrico en el que se monta y metodo de control de arranque para sistema de celulas de combustible.
ES2318894T3 (es) Sistema de pila de combustible y metodo de control de la pila.
JP2007312597A (ja) 自家用エネルギ生成システム
JP3911435B2 (ja) 電源システムおよびその制御方法
KR101086375B1 (ko) 연료전지 시스템 및 그 운전방법
CN102655239B (zh) 燃料电池***
JP3596468B2 (ja) 燃料電池車両の制御装置
JP4789018B2 (ja) 燃料電池システム
US8652699B2 (en) Fuel cell system
JP2009032605A (ja) 燃料電池システム及びその制御方法
JPH09231991A (ja) 燃料電池システム
JP2007250374A (ja) 燃料電池システム
Corbo et al. Experimental assessment of energy-management strategies in fuel-cell propulsion systems
JPH08273680A (ja) 車載燃料電池発電装置
ES2316684T3 (es) Sistema de pila de combustible con dispositivo de refrigeracion por aire.
JP2018133147A (ja) 燃料電池システム
Corbo et al. PEFC stacks as power sources for hybrid propulsion systems
JP5558909B2 (ja) 電力供給システム
JP5570508B2 (ja) 燃料電池システム
JP2009054316A (ja) 燃料電池システム
JP4337104B2 (ja) 燃料電池システム
JP2004253152A (ja) 電源システム及びその制御方法
JP2007012413A (ja) 燃料電池システムおよび車両
JP2008130441A (ja) 燃料電池システム
KR100739163B1 (ko) 연료전지의 물공급 장치