JP2009176666A - 燃料電池システム - Google Patents
燃料電池システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009176666A JP2009176666A JP2008016423A JP2008016423A JP2009176666A JP 2009176666 A JP2009176666 A JP 2009176666A JP 2008016423 A JP2008016423 A JP 2008016423A JP 2008016423 A JP2008016423 A JP 2008016423A JP 2009176666 A JP2009176666 A JP 2009176666A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- power
- refresh operation
- output voltage
- cell stack
- 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.)
- Granted
Links
Images
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
- H01M8/04544—Voltage
- H01M8/04559—Voltage of fuel cell stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04223—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
-
- 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
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04858—Electric variables
- H01M8/04865—Voltage
- H01M8/0488—Voltage of fuel cell stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
-
- 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
- Y02E60/30—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
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
【解決手段】コントローラは、フレッシュ運転後においても出力電圧がOC回避電圧Varを超えないように、リフレッシュ運転を制御する。具体的には、コントローラはリフレッシュ運転前の出力電圧からリフレッシュ運転後の出力電圧を推定し、推定したリフレッシュ運転後の出力電圧がOC回避電圧Varを超えないようにリフレッシュ運転の実行を制御する。例えば、リフレッシュ運転前であれば、コントローラは推定したリフレッシュ運転後の出力電圧がOC回避電圧Varを超えないと判断した場合に、リフレッシュ運転を実行する。
【選択図】図3
Description
A.本実施形態
図1は本実施形態に係る燃料電池システム10を搭載した車両の概略構成である。なお、以下の説明では車両の一例として燃料電池自動車(FCHV;Fuel Cell Hybrid Vehicle)を想定するが、電気自動車やハイブリッド自動車にも適用可能である。また、車両のみならず各種移動体(例えば、船舶や飛行機、ロボットなど)や定置型電源、さらには携帯型の燃料電池システムにも適用可能である。
(1/2)O2+2H++2e- → H2O …(2)
H2+(1/2)O2 → H2O …(3)
リフレッシュ運転前において、コントローラ70は、燃料電池スタック20とバッテリ52とのそれぞれの出力電力の配分を決定するとともに、燃料電池スタック20の発電量が目標電力に一致するように、酸化ガス及び燃料ガスの供給を制御する。さらに、コントローラ70は、DC/DCコンバータ51を制御して、燃料電池スタック20の出力電圧を調整する。これにより、運転ポイント(出力電流、出力電圧)は、IV特性曲線C1上に位置する(図2に示す実線参照)。
一方、リフレッシュ運転が終了すると、燃料電池スタック20のIV特性は向上し、IV特性曲線は図2に実線で示すIV特性曲線C1からIV特性曲線C2にシフトする。このIV特性曲線のシフトに伴い、コントローラ70がリフレッシュ運転前後において同一の出力電流が得られるようにDC/DCコンバータ51を制御したとしても、得られる出力電圧は上昇する。これにより、例えばリフレッシュ運転前において、OC回避電圧Var以下に出力電圧が設定されていたにもかかわらず(図2に示す運転ポイント(I1,V1)参照)、リフレッシュ運転後には出力電圧がOC回避電圧Varを超えてしまう(図2示す運転ポイント(I2,V2)参照)、といった問題が生ずる。
(1)以上説明した実施形態では、リフレッシュ運転の運転条件について特に言及しなかったが、設定される電力閾値ParやOC回避電圧Varなどに応じてリフレッシュ運転の運転条件を変えても良い。具体的には、コントローラ70が設定される電力閾値ParやOC回避電圧Varなどに応じて、リフレッシュ運転を行う時間間隔(例えば30秒毎や4分毎など)やリフレッシュ運転時の燃料電池スタック20の出力電圧(例えば0.3Vや0.6Vなど)の運転条件を変える。もちろん、リフレッシュ運転に関わるパラメータ(時間間隔や出力電圧など)をどのような条件に基づいて変更するかは、任意に設定可能である。
Claims (4)
- 燃料電池と、
リフレッシュ運転を行うことにより前記燃料電池の電気的特性を向上させる運転手段と、
リフレッシュ運転後の前記燃料電池の出力電圧が、設定された出力電圧上限値を超えないように前記運転手段によるリフレッシュ運転の実行を制御する運転制御手段と
を具備することを特徴とする燃料電池システム。 - 前記運転制御手段は、リフレッシュ運転前の前記燃料電池の出力電圧からリフレッシュ運転後の前記燃料電池の出力電圧を推定し、推定したリフレッシュ運転後の出力電圧が前記出力電圧上限値を超えないと判断した場合に、前記運転手段によるリフレッシュ運転の実行を許可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。
- 燃料電池と、
前記燃料電池の放電経路に接続された蓄電装置と、
リフレッシュ運転を行うことにより前記燃料電池の電気的特性を向上させる運転手段と、
前記蓄電装置の許容電力を考慮して前記燃料電池の電力上限値を設定する設定手段と、
リフレッシュ運転後の前記燃料電池の出力電力が、設定された電力上限値を超えないように前記運転手段によるリフレッシュ運転の実行を制御する運転制御手段と
を具備することを特徴とする燃料電池システム。 - 前記蓄電装置の充電状態を検知する検知手段をさらに備え、
前記設定手段は、前記検知手段によって検知される前記蓄電装置の充電状態から前記蓄電装置の許容電力を把握し、把握した許容電力を考慮して前記燃料電池の電力上限値を設定することを特徴とする請求項3に記載の燃料電池システム。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008016423A JP4789018B2 (ja) | 2008-01-28 | 2008-01-28 | 燃料電池システム |
DE112009000223.4T DE112009000223B4 (de) | 2008-01-28 | 2009-01-15 | Brennstoffzellensystem |
US12/864,429 US8216734B2 (en) | 2008-01-28 | 2009-01-15 | Fuel cell system |
PCT/JP2009/050442 WO2009096229A1 (ja) | 2008-01-28 | 2009-01-15 | 燃料電池システム |
CN2009801033298A CN101926039B (zh) | 2008-01-28 | 2009-01-15 | 燃料电池*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008016423A JP4789018B2 (ja) | 2008-01-28 | 2008-01-28 | 燃料電池システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009176666A true JP2009176666A (ja) | 2009-08-06 |
JP4789018B2 JP4789018B2 (ja) | 2011-10-05 |
Family
ID=40912582
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008016423A Expired - Fee Related JP4789018B2 (ja) | 2008-01-28 | 2008-01-28 | 燃料電池システム |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8216734B2 (ja) |
JP (1) | JP4789018B2 (ja) |
CN (1) | CN101926039B (ja) |
DE (1) | DE112009000223B4 (ja) |
WO (1) | WO2009096229A1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017126492A (ja) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システムおよび燃料電池システムにおける触媒の回復処理方法 |
US10547072B2 (en) | 2016-10-18 | 2020-01-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
US10804553B2 (en) | 2016-11-21 | 2020-10-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5852589B2 (ja) * | 2011-01-27 | 2016-02-03 | ヤマハ発動機株式会社 | 燃料電池システムおよびそれを備える輸送機器 |
DE102014208047A1 (de) | 2014-04-29 | 2015-10-29 | Mahle International Gmbh | Anode und Elektrolyt für eine Metall-Luft-Batterie |
CN106463663B (zh) | 2014-04-29 | 2019-09-10 | 马勒国际有限公司 | 金属空气电池 |
DE102014208044A1 (de) | 2014-04-29 | 2015-10-29 | Mahle International Gmbh | Metall-Luft-Batterie |
WO2018106575A1 (en) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | Cummins Inc. | Multi-vehicle load delivery management systems and methods |
JP6881224B2 (ja) * | 2017-10-20 | 2021-06-02 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池車 |
JP7087827B2 (ja) | 2018-08-24 | 2022-06-21 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JP7081391B2 (ja) * | 2018-08-24 | 2022-06-07 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JP7119918B2 (ja) * | 2018-11-05 | 2022-08-17 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JP7110925B2 (ja) * | 2018-11-09 | 2022-08-02 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
CN110400948A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-11-01 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种燃料电池电堆活化方法及装置 |
CN114889793A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-08-12 | 广东逸动科技有限公司 | 一种船舶动力控制***、船舶及船舶控制方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003197210A (ja) * | 2001-12-25 | 2003-07-11 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料改質型燃料電池システムの制御装置 |
JP2003272686A (ja) * | 2002-03-20 | 2003-09-26 | Toshiba International Fuel Cells Corp | 燃料電池の再活性化処理方法およびそのシステム |
JP2004349050A (ja) * | 2003-05-21 | 2004-12-09 | Aisin Seiki Co Ltd | 固体高分子型燃料電池の賦活方法 |
JP2006040598A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池の活性化方法 |
Family Cites Families (4)
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 |
JP4055639B2 (ja) * | 2003-04-28 | 2008-03-05 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池を備える電源システムの運転制御 |
JP2005243567A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Toshiba Corp | 燃料電池ユニット、情報処理装置、燃料電池ユニットの制御方法、および情報処理装置の電源制御方法 |
JP4905847B2 (ja) | 2005-11-30 | 2012-03-28 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
-
2008
- 2008-01-28 JP JP2008016423A patent/JP4789018B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-01-15 DE DE112009000223.4T patent/DE112009000223B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2009-01-15 US US12/864,429 patent/US8216734B2/en active Active
- 2009-01-15 CN CN2009801033298A patent/CN101926039B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-01-15 WO PCT/JP2009/050442 patent/WO2009096229A1/ja active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003197210A (ja) * | 2001-12-25 | 2003-07-11 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料改質型燃料電池システムの制御装置 |
JP2003272686A (ja) * | 2002-03-20 | 2003-09-26 | Toshiba International Fuel Cells Corp | 燃料電池の再活性化処理方法およびそのシステム |
JP2004349050A (ja) * | 2003-05-21 | 2004-12-09 | Aisin Seiki Co Ltd | 固体高分子型燃料電池の賦活方法 |
JP2006040598A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池の活性化方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017126492A (ja) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システムおよび燃料電池システムにおける触媒の回復処理方法 |
US10547072B2 (en) | 2016-10-18 | 2020-01-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
US10804553B2 (en) | 2016-11-21 | 2020-10-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8216734B2 (en) | 2012-07-10 |
JP4789018B2 (ja) | 2011-10-05 |
WO2009096229A1 (ja) | 2009-08-06 |
US20110003221A1 (en) | 2011-01-06 |
DE112009000223T5 (de) | 2010-12-09 |
CN101926039B (zh) | 2013-12-11 |
CN101926039A (zh) | 2010-12-22 |
DE112009000223B4 (de) | 2017-07-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4789018B2 (ja) | 燃料電池システム | |
CA2911358C (en) | Fuel cell system and operation control method for restoration to normal operation | |
US8722266B2 (en) | Fuel cell system | |
JP4827023B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP4656539B2 (ja) | 燃料電池システム | |
KR101798718B1 (ko) | 연료 전지 시스템 및 연료 전지 시스템의 운전 제어 방법 | |
KR101135654B1 (ko) | 연료전지시스템 및 그 제어방법 | |
JP2010244937A (ja) | 燃料電池システム | |
JP5294097B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5570508B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2009152131A (ja) | 燃料電池システム | |
JP4337104B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2021128908A (ja) | 燃料電池システム | |
US8658324B2 (en) | Fuel cell system | |
JP2008130441A (ja) | 燃料電池システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100114 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110428 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20110512 |
|
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: 20110624 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110707 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140729 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4789018 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |