JP2013219042A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】出力制御部44は、スタック電圧Vfが、燃料電池スタックに設定された下限電圧よりも低下しないように、燃料電池スタックの出力を制限し、また、ガス供給量制御部43は、スタック電圧Vfが下限電圧に到達している場合、電流センサ6において検出される実取出電流Ifに基づいて、ガス制御用の目標電流を補正し、補正後の補正目標電流に基づいて、燃料電池スタックへの反応ガスの供給量を制御する。
【選択図】図2
Description
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である。燃料電池システムは、例えば、移動体である車両に搭載されており、この車両は燃料電池システムから供給される電力によって駆動する。
Q[NL/min]=(22.4[NL/mol] × 60[sec] × I )/ (F × N × ρ)
ここで、Iは、燃料電池スタック1から取り出す電流[A]であり、ガス用目標電流TGIが対応する。Nは、反応ガス(空気(酸素)または水素)の分子1個を発電反応で消費するときの分子数[個]である。また、Fは、ファラデー定数[C/mol]であり、ρは、供給される反応ガスの濃度である。
図16は、第2の実施形態にかかるガス供給量制御部43の構成を示すブロック図である。第2の実施形態にかかる燃料電池システムが第1の実施形態と相違する点は、ガス供給量制御部43の構成である。なお、第1の実施形態と共通する構成および制御手順については説明は省略し、以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明を行う。
図19は、第3の実施形態にかかるガス供給量制御部43の構成を示すブロック図である。第3の実施形態にかかる燃料電池システムが第1の実施形態と相違する点は、ガス供給量制御部43の構成である。なお、第1の実施形態と共通する構成および制御手順については説明は省略し、以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明を行う。
図22は、第4の実施形態にかかる燃料電池システムの全体構成を示すブロック構成図である。第4の実施形態にかかる燃料電池システムが、第1の実施形態のそれと相違する点は、出力取出装置2の構成およびその配置位置が変更されている点である。なお、第1の実施形態と共通する構成および制御手順については説明は省略し、以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明を行う。
2 出力取出装置
3 駆動モータ
4 バッテリ
6 電流センサ
7 電圧センサ
8 温度センサ
10 燃料タンク
11 水素調圧バルブ
12 水素循環ポンプ
13 パージバルブ
13 水素調圧バルブ
20 コンプレッサ
21 空気調圧バルブ
30 冷却水循環ポンプ
31 ラジエータ
32 ファン
33 三方弁
40 制御部
40a 第1のコントローラ
40b 第2のコントローラ
41 目標出力演算部
42 ガス用電流演算部
43 ガス供給量制御部
43a 目標ガス量演算部
43b 必要ガス量演算部
43c 補正演算部
43d 供給制御部
43e 補正演算部
43f 供給制御部
43g 必要ガス量演算部
43h 補正演算部
43i 目標ガス量演算部
43j 供給制御部
44 出力制御部
Claims (2)
- 燃料電池システムにおいて、
反応ガスが供給されることにより、当該反応ガスを電気化学的に反応させて発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池から取り出す出力を調整する出力取出手段と、
前記燃料電池の目標出力を演算する出力演算手段と、
前記目標出力に基づいて、前記出力取出手段を介して前記燃料電池の出力を制御する出力制御手段と、
前記目標出力に基づいて、前記燃料電池に供給するガス制御用の目標電流をガス用目標電流として演算するガス用電流演算手段と、
前記ガス用目標電流に基づいて、前記燃料電池への反応ガスの供給量を制御するガス供給量制御手段と、
前記燃料電池から取り出される電流を検出する電流検出手段と、
前記燃料電池の電圧を検出する電圧検出手段とを有し、
前記出力制御手段は、前記電圧検出手段において検出される電圧が、当該燃料電池に設定された下限電圧よりも低下しないように、前記燃料電池の出力を制限しており、
前記ガス供給量制御手段は、前記電圧検出手段において検出される電圧が前記下限電圧に到達している場合、前記電流検出手段において検出される電流に基づいて、前記ガス用目標電流を補正して、当該補正結果を補正目標電流として出力する補正演算手段を有し、
前記補正演算手段から出力される補正目標電流に基づいて、前記燃料電池への反応ガスの供給量を制御することを特徴とする燃料電池システム。 - 前記出力制御手段は、当該燃料電池に設定された下限電圧と前記電圧検出手段において検出される電圧とに基づいて、当該燃料電池に設定された下限電圧よりも低下しないように、前記出力取出手段によって前記燃料電池の出力を制限することを特徴とする請求項1に記載された燃料電池システム。
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