JP2013211163A - 燃料電池システムおよびその制御方法 - Google Patents
燃料電池システムおよびその制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013211163A JP2013211163A JP2012080367A JP2012080367A JP2013211163A JP 2013211163 A JP2013211163 A JP 2013211163A JP 2012080367 A JP2012080367 A JP 2012080367A JP 2012080367 A JP2012080367 A JP 2012080367A JP 2013211163 A JP2013211163 A JP 2013211163A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- temperature
- measurement
- determination threshold
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
【解決手段】燃料電池と、燃料電池システムの運転停止指示を受けた後に、燃料電池の内部のガス流路にパージガスを供給可能なガス供給部と、外気温を表す第1の温度を測定する第1の温度測定部と、燃料電池の温度を表す第2の温度を測定する第2の温度測定部と、ガス供給部を制御して、パージガスによる掃気処理を実行させる制御部と、を備え、制御部は、燃料電池が運転停止指示を受けた後に、第1の測定周期で第1と第2の温度を測定し、第1の測定タイミングで測定したときの第2の温度が判定閾値よりも低い場合にはパージガスによる掃気処理を実行させ、第2の温度が判定閾値以上の場合には第1と第2の温度とを用いて次の測定タイミングにおける第2の温度を予測し、予測温度が判定閾値よりも低い場合には、次の測定タイミングまでの周期を第1の測定周期よりも短くする。
【選択図】図2
Description
燃料電池システムであって、燃料電池と、前記燃料電池システムの運転停止の指示を受けた後に、前記燃料電池の内部のガス流路にパージガスを供給可能なガス供給部と、外気温を表す第1の温度を測定する第1の温度測定部と、前記燃料電池の温度、または、前記パージガスが流れる部位の温度を表す第2の温度を測定する第2の温度測定部と、前記ガス供給部を制御して、前記パージガスによる掃気処理を実行させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記燃料電池が運転の停止の指示を受けた後に、第1の測定周期で前記第1と第2の温度を測定し、第1の測定タイミングで測定したときの前記第2の温度が判定閾値よりも低い場合には、前記パージガスによる掃気処理を実行させ、前記第2の温度が前記判定閾値以上の場合には、前記第1と第2の温度とを用いて、次の測定タイミングにおける前記第2の温度を予測し、前記制御部が予測した温度が、前記判定閾値よりも低い場合には、次の測定タイミングまでの周期を前記第1の測定周期よりも短くする、燃料電池システム。
この適用例によれば、次の測定で第2の温度が判定閾値より低くなりそうな場合には、次の測定までの周期を第1の測定周期よりも短くするので、水の氷結を抑制することができる。また、第2の温度が判定閾値よりも低い温度で掃気処理出来るので、燃料電池の内部の水分の大部を結露させて、効率的に燃料電池の内部の水分を吹き飛ばすことが出来、燃料電池の起動性を向上させることができる。さらに、全体として温度測定の回数を抑えられるので、闇電流の増加を抑制できる。
適用例1に記載の燃料電池システムにおいて、前記制御部は、前記第2の温度が前記判定閾値となるまでの期間を算出し、前記期間を第2の測定周期とし、前記第1の測定タイミングから前記第2の測定周期後の第2の測定タイミングで、前記第1と第2の温度を測定し、前記第2の測定タイミングで測定した前記第2の温度が前記判定閾値よりも低い場合には、前記パージガスによる掃気処理を実行させる、燃料電池システム。
この適用例によれば、第2の温度が判定閾値となる期間を算出して第1、第2の温度を測定するので、第1と第2の温度の測定タイミングが適正となり、測定回数を減らすことで、燃料電池の闇電流の増加を抑制できる。
適用例2に記載の燃料電池システムにおいて、前記制御部は、前記第1の測定周期より短い第3の測定周期よりも前記第2の測定周期が短い場合には、前記第3の測定周期を前記第2の測定周期として、前記第2の測定タイミングを定める、燃料電池システム。
この適用例によれば、第2の周期が第3の周期よりも短い場合には燃料電池の温度はほとんど低下しないと想定されるため、測定回数が増えて闇電流が増える虞がある。従って、この適用例では、次の測定タイミングを算出された第2の周期があらかじめ定められた第3の周期よりも短い場合には、次の測定周期を第3の周期とし、測定回数増加による闇電流の増加を抑制するものである。
適用例2または3に記載の燃料電池システムにおいて、前記制御部は、前記第2の測定タイミングで測定した前記第2の温度が前記判定閾値以上の場合には、前記第2の測定タイミングの次の前記第1と第2の温度の測定を、前記第2の測定タイミングの直前の測定タイミングから前記第1の測定周期の経過後に行う、燃料電池システム。
第2の測定周期における測定の後の次の測定を第2の測定周期後とすると、測定周期が短くなり、測定回数が増えて闇電流が増える虞がある。一方、第2の測定周期における測定タイミングを起点として第1の周期後を測定タイミングとすると、その間に第2の温度が氷点下となる虞がある。そのため、本適用例では、第2の測定周期における測定の後の次の測定を、第2の測定周期の直前にした測定から、第1の測定周期の経過後に行うこととするものである。
適用例1〜4のいずれか一つの適用例に記載の燃料電池システムにおいて、任意の測定タイミングで測定された前記第1の温度が前記判定閾値以上の場合には、前記制御部は、次の前記第1と第2の温度の測定を、当該測定タイミングから前記第1の測定周期の経過後に行う、燃料電池システム。
第1の温度が判定閾値以上の場合に、第2の温度が判定閾値より低くなることは考えにくい。そのため、本適用例では、測定周期を第1の測定周期とすることで、測定回数を減らし、闇電流の増加を抑制することとした。
燃料電池システムの制御方法であって、(1)前記燃料電池システムの運転停止の指示を受けた後に、第1の測定周期で、外気温を表す第1の温度を測定し、前記燃料電池の温度を表す第2の温度と、を測定する工程と、(2)第1の測定タイミングで測定したときの前記第2の温度が判定閾値よりも低い場合には、パージガスによる掃気処理を実行させる工程と、(3)前記第2の温度が判定閾値以上の場合には、前記第1と第2の温度とを用いて、次の測定タイミングにおける前記第2の温度を予測する工程と、(4)前記制御部が予測した温度が、前記判定閾値よりも低い場合には、次の測定タイミングまでの周期を前記第1の測定周期よりも短くする工程と、を備える、燃料電池システムの制御方法。
この適用例によれば、次の測定で第2の温度が判定閾値より低くなりそうな場合には、次の測定までの周期を第1の測定周期よりも短くするので、水の氷結を抑制することができる。また、第2の温度が判定閾値よりも低い温度で掃気処理出来るので、燃料電池の内部の水分の大部を結露させて、効率的に燃料電池の内部の水分を吹き飛ばすことが出来、燃料電池の起動性を向上させることができる。さらに、全体として温度測定の回数を抑えられるので、闇電流の増加を抑制できる。
図1は本発明の一実施例としての燃料電池システムの構成を示す概略図である。この燃料電池システム100は、燃料電池車両に搭載され、運転者からの要求に応じて、駆動力として用いられる電力を出力する。燃料電池システム100は、燃料電池10と、制御部20と、カソードガス供給部30と、カソードガス排出部40と、アノードガス供給部50と、アノードガス循環排出部60と、冷媒供給部70とを備える。
B.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
11…単セル
20…制御部
21…パージ処理実行部
30…カソードガス供給部
31…カソードガス配管
32…エアコンプレッサ
33…エアフロメータ
34…開閉弁
40…カソードガス排出部
41…カソード排ガス配管
43…調圧弁
44…圧力計測部
50…アノードガス供給部
51…アノードガス配管
52…水素タンク
53…開閉弁
54…レギュレータ
55…水素供給装置
56…圧力計測部
60…アノードガス循環排出部
61…アノード排ガス配管
62…気液分離部
63…アノードガス循環配管
64…水素循環用ポンプ
65…アノード排水配管
66…排水弁
67…圧力計測部
70…冷媒供給部
71…冷媒用配管
71a…上流側配管
71b…下流側配管
71c…バイパス配管
72…ラジエータ
73…三方弁
75…冷媒循環用ポンプ
76a…冷媒温度計測部(出口側温度計測部)
76b…冷媒温度計測部(入口側温度計測部)
80…外気温センサ
100…燃料電池システム
Tth…判定閾値
ΔTth…推定時間(期間)
Claims (6)
- 燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池システムの運転停止の指示を受けた後に、前記燃料電池の内部のガス流路にパージガスを供給可能なガス供給部と、
外気温を表す第1の温度を測定する第1の温度測定部と、
前記燃料電池の温度、または、前記パージガスが流れる部位の温度を表す第2の温度を測定する第2の温度測定部と、
前記ガス供給部を制御して、前記パージガスによる掃気処理を実行させる制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記燃料電池が運転の停止の指示を受けた後に、第1の測定周期で前記第1と第2の温度を測定し、
第1の測定タイミングで測定したときの前記第2の温度が判定閾値よりも低い場合には、前記パージガスによる掃気処理を実行させ、
前記第2の温度が前記判定閾値以上の場合には、前記第1と第2の温度とを用いて、次の測定タイミングにおける前記第2の温度を予測し、前記制御部が予測した温度が、前記判定閾値よりも低い場合には、次の測定タイミングまでの周期を前記第1の測定周期よりも短くする、燃料電池システム。 - 請求項1に記載の燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、
前記第2の温度が前記判定閾値となるまでの期間を算出し、前記期間を第2の測定周期とし、
前記第1の測定タイミングから前記第2の測定周期後の第2の測定タイミングで、前記第1と第2の温度を測定し、
前記第2の測定タイミングで測定した前記第2の温度が前記判定閾値よりも低い場合には、前記パージガスによる掃気処理を実行させる、燃料電池システム。 - 請求項2に記載の燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、前記第1の測定周期より短い第3の測定周期よりも前記第2の測定周期が短い場合には、前記第3の測定周期を前記第2の測定周期として、前記第2の測定タイミングを定める、燃料電池システム。 - 請求項2または3に記載の燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、前記第2の測定タイミングで測定した前記第2の温度が前記判定閾値以上の場合には、前記第2の測定タイミングの次の前記第1と第2の温度の測定を、前記第2の測定タイミングの直前の測定タイミングから前記第1の測定周期の経過後に行う、燃料電池システム。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の燃料電池システムにおいて、
任意の測定タイミングで測定された前記第1の温度が前記判定閾値以上の場合には、前記制御部は、次の前記第1と第2の温度の測定を、当該測定タイミングから前記第1の測定周期の経過後に行う、燃料電池システム。 - 燃料電池システムの制御方法であって、
(1)前記燃料電池システムの運転停止の指示を受けた後に、第1の測定周期で、外気温を表す第1の温度を測定し、前記燃料電池の温度を表す第2の温度と、を測定する工程と、
(2)第1の測定タイミングで測定したときの前記第2の温度が判定閾値よりも低い場合には、パージガスによる掃気処理を実行させる工程と、
(3)前記第2の温度が判定閾値以上の場合には、前記第1と第2の温度とを用いて、次の測定タイミングにおける前記第2の温度を予測する工程と、
(4)前記制御部が予測した温度が、前記判定閾値よりも低い場合には、次の測定タイミングまでの周期を前記第1の測定周期よりも短くする工程と、
を備える、燃料電池システムの制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012080367A JP5772682B2 (ja) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | 燃料電池システムおよびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012080367A JP5772682B2 (ja) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | 燃料電池システムおよびその制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013211163A true JP2013211163A (ja) | 2013-10-10 |
JP5772682B2 JP5772682B2 (ja) | 2015-09-02 |
Family
ID=49528829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012080367A Active JP5772682B2 (ja) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | 燃料電池システムおよびその制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5772682B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016095985A (ja) * | 2014-11-13 | 2016-05-26 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム及びその制御方法 |
JP2017134993A (ja) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
CN107623135A (zh) * | 2016-07-15 | 2018-01-23 | 福特全球技术公司 | 车辆中的燃料电池冷却***的控制 |
JP2019091600A (ja) * | 2017-11-14 | 2019-06-13 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JP2021111480A (ja) * | 2020-01-08 | 2021-08-02 | 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の制御方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007134205A (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム、及び、そのシステムの掃気方法 |
JP2008077959A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
JP2008108449A (ja) * | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池システムの凍結防止装置 |
JP2010170926A (ja) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システムの掃気処理装置および掃気処理方法 |
JP2013125627A (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Panasonic Corp | 燃料電池発電システム |
JP2013134832A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システムおよびその制御方法 |
WO2013132536A1 (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-12 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システムおよびその制御方法 |
-
2012
- 2012-03-30 JP JP2012080367A patent/JP5772682B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007134205A (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム、及び、そのシステムの掃気方法 |
JP2008077959A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
JP2008108449A (ja) * | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池システムの凍結防止装置 |
JP2010170926A (ja) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システムの掃気処理装置および掃気処理方法 |
JP2013125627A (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Panasonic Corp | 燃料電池発電システム |
JP2013134832A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システムおよびその制御方法 |
WO2013132536A1 (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-12 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システムおよびその制御方法 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016095985A (ja) * | 2014-11-13 | 2016-05-26 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム及びその制御方法 |
DE102015118304A1 (de) | 2014-11-13 | 2016-07-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Brennstoffzellensystem und Steuerverfahren hierfür |
US9825317B2 (en) | 2014-11-13 | 2017-11-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system and control method of the same |
DE102015118304B4 (de) | 2014-11-13 | 2023-01-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Brennstoffzellensystem und Steuerverfahren hierfür |
JP2017134993A (ja) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
CN107623135A (zh) * | 2016-07-15 | 2018-01-23 | 福特全球技术公司 | 车辆中的燃料电池冷却***的控制 |
JP2019091600A (ja) * | 2017-11-14 | 2019-06-13 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JP2021111480A (ja) * | 2020-01-08 | 2021-08-02 | 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の制御方法 |
JP7200953B2 (ja) | 2020-01-08 | 2023-01-10 | 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の制御方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5772682B2 (ja) | 2015-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10090539B2 (en) | Fuel cell system | |
AU2011259799B2 (en) | Fuel cell system and control method therefor | |
JP5817911B2 (ja) | 燃料電池システムおよびその制御方法 | |
JP5382627B2 (ja) | 燃料電池システム | |
US9893371B2 (en) | Fuel cell system | |
US10193177B2 (en) | Fuel cell system and operating method therefor | |
JP5273415B2 (ja) | 燃料電池システム及び燃料電池システムにおける始動時制御方法 | |
KR101829509B1 (ko) | 연료 전지 시스템 및 연료 전지 시스템의 제어 방법 | |
JP5790705B2 (ja) | 燃料電池システムおよびその制御方法 | |
JP5772682B2 (ja) | 燃料電池システムおよびその制御方法 | |
JP2020017420A (ja) | 燃料電池システム | |
JP5757230B2 (ja) | 燃料電池システムおよびその制御方法 | |
JP5880618B2 (ja) | 燃料電池システムおよびその制御方法 | |
JP6972920B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP6562308B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2006147452A (ja) | 燃料電池システム | |
JP4956110B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP7411000B2 (ja) | 情報処理装置、及び車両 | |
JP2009164019A (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法 | |
JP2020170650A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2020017339A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2010257865A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2009266408A (ja) | 燃料電池システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141202 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150129 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150303 |
|
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: 20150602 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150615 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5772682 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |