JP2005166673A - 燃料電池型システムのための負荷追従アルゴリズム - Google Patents
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Abstract
【手段】 負荷追従アルゴリズムを採用した燃料電池型発電システム10は、負荷要求を満たすよう燃料電池12から引き出される電流を測定する。負荷追従アルゴリズムはこの測定された電流を用いて燃料と空気の適正量を識別し、負荷要求が急増したとき、付加的な燃料と空気を燃料電池12に提供する。燃料電池12からの電流が負荷要求の変化に応じて変動すると、負荷追従アルゴリズムは燃料電池12に印加される燃料と空気の量を増減させて付加的な燃料と空気を実質的に一定に保つ。
【選択図】 図1
Description
[数1]
d(I_fuelcell)/dt ≦ 25(アンペア/秒) (1)
に制限される。
Claims (22)
- システム負荷に印加される電力を制御するための燃料電池配電システムであって、
燃料入力と空気入力とに応答して引き出し電流を生成する燃料電池と、
前記引き出し電流に応答する電力調整モジュールであって、前記引き出し電流を調整し、調整された電流を前記システム負荷に印加する電力調整モジュールと、
前記燃料電池から引き出される電流を測定して、測定された引き出し電流を表す燃料電池信号を生成する燃料電池センサと、
前記燃料電池信号に応答する燃料電池コントローラであって、前記燃料電池からの利用可能な出力電力を設定し且つ前記燃料電池に印加される指令信号を決定する負荷追従アルゴリズムを動作させ、前記負荷追従アルゴリズムが、システム負荷の変動に応じて前記燃料電池が前記引き出し電流よりも大きい追加の電流を迅速に生成することができるよう燃料入力と空気入力とのバッファを提供する燃料電池コントローラと、
を具備する燃料電池配電システム。 - 前記燃料電池コントローラが前記燃料電池信号のノイズを除去するフィルタを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記フィルタが、前記燃料電池信号の変動の除去を制限する一次遅延フィルタである、請求項2に記載のシステム。
- 前記フィルタがカルマン・フィルタ、バターワース・フィルタ及びノッチ・フィルタからなる群から選択される、請求項2に記載のシステム。
- 前記負荷追従アルゴリズムが所定数のサンプル期間において前記燃料電池信号を平均化する、請求項1に記載のシステム。
- 前記の平均化された燃料電池信号がバッファ信号と組み合わされて付加的な燃料入力と空気入力とを提供する、請求項5に記載のシステム。
- 前記燃料電池コントローラが、前記燃料入力と前記空気入力とが前記燃料電池に印加される率を制限する率リミッタを備える、請求項1に記載のシステム。
- 更に電池と電池電流センサ又は電池モジュールとを備え、
前記電池が前記システム負荷に対する電池電流を提供し、
前記電池電流センサ又は前記電池モジュールが前記電池電流を測定し、
前記電池電流センサが、測定された電池電流を表す電池電流信号を生成する、
請求項1に記載のシステム。 - 前記燃料電池コントローラが前記電池電流に応答するものであり、
前記燃料電池コントローラが、前記電池電流センサが所定期間にわたって連続的に所定の電池電流を測定したならば、利用可能な出力電力を増加する、
請求項8に記載のシステム。 - 更に電池と電池電圧センサとを備え、
前記電池がシステム負荷に対する電池電圧を提供し、
前記電池電圧センサが電池電圧を測定し、
前記電池電圧センサが測定された電池電圧を表す電池電圧信号を生成する、
請求項1に記載のシステム。 - 前記燃料電池コントローラが前記電池電圧信号に応答し、
前記燃料電池コントローラが電池電圧ドリフトを測定し、前記電池に印加される充電電流を決定する、
請求項10に記載のシステム。 - 車輌に電力を提供する、請求項1に記載のシステム。
- システム負荷に印加される電力を制御するための燃料電池配電システムであって、
燃料入力と空気入力とに応答して引き出し電流を生成する燃料電池と、
前記引き出し電流に応答して、前記引き出し電流を調整し且つ調整された電流を前記システム負荷に印加する電力調整モジュールと、
前記燃料電池からの前記引き出し電流を測定し、測定された引き出し電流を表す燃料電池信号を生成する燃料電池センサと、
前記燃料電池信号に応答する燃料電池コントローラであって、前記燃料電池から利用可能な出力電力を設定し且つ前記燃料電池に印加される指令信号を決定する負荷追従アルゴリズムを動作させる燃料電池コントローラと、
を具備し、
前記負荷追従アルゴリズムが、前記システム負荷からの変動に応答して前記引き大電流よりも大きい追加の電流を前記燃料電池が迅速に生成することができるよう前記燃料電池への燃料入力と空気入力とのバッファを提供し、
前記燃料電池コントローラが、前記燃料電池信号におけるノイズを除去し、前記燃料電池信号の変動の除去を制限する一次遅延フィルタを備え、
前記負荷追従アルゴリズムが、フィルタリングされた燃料電池信号を所定数のサンプル期間において平均化し、
平均化された燃料電池信号がバッファ信号を組み合わされて付加的な燃料入力と空気入力とを提供するシステム。 - 前記フィルタが、カルマン・フィルタ、バターワース・フィルタ及びノッチ・フィルタからなる群から選択される、請求項13に記載のシステム。
- 前記燃料電池コントローラが、燃料入力と空気入力とが前記燃料電池に印加される率を制限するためのリミッタを備える、請求項13に記載のシステム。
- 更に電池と電池電流センサとを備え、
前記電池が前記システム負荷に対する電池電流を提供し、
前記電池電流センサが前記電池電流を測定し、
前記電池電流センサが、測定された電池電流を表す電池電流信号を生成し、
前記燃料電池コントローラが、前記電池電流信号に応答して、前記電池電流センサが所定の期間にわたって所定の電池電流を連続的に測定したならば、利用可能な出力電力を増加する、
請求項13に記載のシステム。 - 更に電池と電池電圧センサとを備え、
前記電池が前記システム負荷に対して電池電圧を提供し、
前記電池電圧センサが前記電池電圧を測定し、
前記電池電圧センサが、測定された電池電圧を表す電池電圧信号を生成し、
前記燃料電池コントローラが、前記電池電圧信号に応答して、電池電圧ドリフトを監視し、前記電池に印加される充電電流を決定する、
請求項13に記載のシステム。 - 燃料電池から負荷へ電力を分配する方法であって、
前記燃料電池に燃料を印加するステップと、
前記燃料電池に空気を印加するステップと、
前記燃料電池から電流を引き出して電力調整モジュールに加えるステップと、
前記電力調整モジュールにおいて引き出し電流を調整するステップと、
調整された引き出し電流を前記負荷に印加するステップと、
前記燃料電池からの引き出し電流を測定するステップと、
前記燃料電池への燃料と空気及び前記燃料電池からの利用可能な出力電力を設定する指令信号を提供するステップと、
を備え、
前記指令信号が、前記負荷からの要求の増加に応答して前記燃料電池が迅速に追加の出力電力を生成することができるよう、所定の付加的な燃料と空気を提供する方法。 - 更に、一次遅延フィルタによって、測定された引き出し電流をフィルタリングするステップを含む、請求項18に記載のシステム。
- 所定のサンプル期間にわたって、測定された引き出し電流を平均化するステップを更に含む、請求項18に記載の方法。
- 電池からの電池電流を測定するステップと、
測定した電池電流が所定の期間にわたって所定量よりも連続的に大きいならば、利用可能な出力電力を増加させるステップと、
を更に備える、請求項18に記載の方法。 - 電池と電池電圧センサとからの電池電圧を測定するステップと、
電池電圧ドリフトを監視するステップと、
を更に備える、請求項18に記載の方法。
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