JP2006202555A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電流センサ(出力電流検出手段)17により燃料電池の出力電流を検出し、電圧センサ(出力電圧検出手段)18により燃料電池の出力電圧を検出し、学習制御手段52において、空気(酸化剤ガス)および水素(燃料ガス)の少なくとも一方の圧力が、燃料電池の運転条件に対応した基準圧力と異なる場合に、電流電圧特性学習手段51による燃料電池の出力電流と出力電圧の関係の学習を禁止する。これにより、燃料電池の運転条件(発電量)と空気(酸化剤ガス)または水素(燃料ガス)の圧力との関係が一時的に設定値とは異なる現象が発生しても学習結果を変動させることがなく、結果として、学習した燃料電池の電流電圧特性に基づいて適正な各種判定や各種制御を行うことができる。
【選択図】 図1
Description
(数1)
Y=A・X+B …(1)
と定式化する。ここで、Xは電流、Yは電圧である。また、学習するパラメータとして、電流電圧特性における1次関数の傾きをA、Y軸の切片をBとする。そして、学習値の更新方法は、計測した実電圧と、上記式(1)に実電流を入力して求めた学習値との誤差に基づいて、学習パラメータを逐次型最小二乗法を用いた逐次パラメータ推定アルゴリズムによって更新を行うことで実現する。
(数2)
酸素分圧=(P1−P2)×R …(2)
ここで、P1はステップS201で検出した燃料電池スタック3の入口の空気の圧力であり、P2は燃料電池スタック3の入口の飽和水蒸気圧であり、Rは大気中の酸素の割合(例えば、21%)である。
2 水素循環流路
3 燃料電池スタック
4 水素パージ弁
6 コンプレッサ
7 空気供給流路
8 水素入口温度センサ
9 水素入口圧力センサ
11 排空気流路
12 空気圧力制御弁
13 コントローラ
14 水素圧力制御弁
15 空気入口圧力センサ
16 空気入口温度センサ
17 電流センサ(出力電流検出手段)
18 電圧センサ(出力電圧検出手段)
19 空気出口圧力センサ
20 水素濃度センサ
21 タンク圧力センサ
22 タンク温度センサ
23 水素タンク
24 電力制御装置
28 冷却液温度センサ
29 冷却液循環ポンプ
30 熱交換器
51 電流電圧特性学習手段
52 学習制御手段
53 閾値設定手段
Claims (11)
- 燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給により発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池の出力電流を検出する出力電流検出手段と、
前記燃料電池の出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、
前記燃料電池の前記出力電流と前記出力電圧の関係を学習する電流電圧特性学習手段と、
前記酸化剤ガスおよび前記燃料ガスの少なくとも一方の圧力が、前記燃料電池の運転条件に対応した基準圧力と異なる場合に、前記電流電圧特性学習手段による前記出力電流と前記出力電圧の関係の学習を禁止する学習制御手段と、
を有することを特徴とする燃料電池システム。 - 第1の閾値を設定する閾値設定手段を有し、
前記学習制御手段は、前記酸化剤ガスおよび前記燃料ガスの少なくとも一方の圧力と前記燃料電池の運転条件に対応した基準圧力との差の大きさが前記第1の閾値以上である場合に、前記電流電圧特性学習手段による前記出力電流と前記出力電圧の関係の学習を禁止することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記閾値設定手段は、前記酸化剤ガスおよび前記燃料ガスの少なくとも一方の圧力の変化に対する前記出力電圧の変化が大きい運転条件ほど、前記第1の閾値を小さく設定することを特徴とする請求項2に記載の燃料電池システム。
- 前記閾値設定手段は、前記酸化剤ガスおよび前記燃料ガスの少なくとも一方の圧力が大きいほど、前記第1の閾値を小さく設定することを特徴とする請求項2または請求項3の何れか1項に記載の燃料電池システム。
- 第2の閾値および第3の閾値を設定する閾値設定手段を有し、
前記学習制御手段は、前記酸化剤ガスの圧力と前記燃料電池の運転条件に対応した前記酸化剤ガスの基準圧力との差の大きさが前記第2の閾値以上であるか、或いは、前記燃料ガスの圧力と前記燃料電池の運転条件に対応した前記燃料ガスの基準圧力との差の大きさが前記第3の閾値以上である場合に、前記電流電圧特性学習手段による前記出力電流と前記出力電圧の関係の学習を禁止することを特徴とする請求項1記載の燃料電池システム。 - 前記閾値設定手段は、前記酸化剤ガスの圧力の変化に対する前記出力電圧の変化が大きい運転条件ほど、前記第2の閾値を小さく設定することを特徴とする請求項5に記載の燃料電池システム。
- 前記閾値設定手段は、前記酸化剤ガスの圧力が大きいほど、前記第2の閾値を小さく設定することを特徴とする請求項5または請求項6の何れか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記閾値設定手段は、前記燃料ガスの圧力の変化に対する前記出力電圧の変化が大きい運転条件ほど、前記第3の閾値を小さく設定することを特徴とする請求項5〜請求項7の何れか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記閾値設定手段は、前記燃料ガスの圧力が大きいほど、前記第3の閾値を小さく設定することを特徴とする請求項5〜請求項8の何れか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記閾値設定手段は、前記第2の閾値よりも前記第3の閾値を小さく設定することを特徴とする請求項5〜請求項9の何れか1項に記載の燃料電池システム。
- 第4の閾値および前記第4の閾値よりも大きい第5の閾値を設定する閾値設定手段を有し、
前記学習制御手段は、前記酸化剤ガスの酸素分圧と前記燃料ガスの水素分圧との比が、前記第4の閾値より小さいか、或いは、前記第5の閾値より大きい場合に、前記電流電圧特性学習手段による前記出力電流と前記出力電圧の関係の学習を禁止することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。
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