JP4396173B2 - 燃料電池の制御装置及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
図1は燃料電池車両に搭載される燃料電池システムの主要構成図である。同図に示すように、燃料電池システム100は、主に、反応ガス(燃料ガス、酸化ガス)の供給を受けて電力発電を行う燃料電池10と、燃料電池10のアノード極に燃料ガス(水素リッチガス)を供給する燃料ガス供給装置21と、燃料電池10のカソード極に酸化ガスを供給する酸化ガス供給装置22と、燃料電池10の出力電圧を制御するDC/DCコンバータ25と、燃料電池10の運転状態を制御する制御部30を備えて構成されている。
(1/2)O2+2H++2e- → H2O …(2)
H2+(1/2)O2 → H2O …(3)
図2は燃料電池10の制御処理ルーチンを記述したフローチャートである。制御部30が実行する主制御プログラムの中で所定のイベント発生時に本ルーチンが呼び出されると、制御部30は一定時間毎にステップS101〜S104の処理ステップを繰り返し実行する。まず、制御部30は、スタック温度や、反応ガスの流量、圧力、湿度などによって刻々と変動する燃料電池10の現時点での出力特性を推定する(ステップS101)。本ステップでは、図6に示すサブルーチンが呼び出されて、出力特性推定処理が実行される。このサブルーチンにおいては、まず、燃料電池10の基本出力特性が計算される(ステップS201)。この基本出力特性の計算は以下のように行う。
R1=R0+ΔR …(6)
V2=V0−R1×I …(7)
IO=fO×(4F/60)×(21/100) …(9)
Imax=min(IH,IO) …(10)
Claims (4)
- 複数のセルを積層して成る燃料電池の運転状態を制御するための制御装置であって、
前記燃料電池の出力電流及び出力電圧に基づいて前記燃料電池の電流対電圧特性を推定する出力特性推定手段と、
前記燃料電池を構成する各セルの出力電圧を検出するセル電圧検出手段と、
前記燃料電池に供給される燃料ガス流量から算出される第一の電流値と、前記燃料電池に供給される酸化ガス流量から算出される第二の電流値のうち小さい方を最大電流として演算する演算手段と、
前記最大電流に対応する前記燃料電池の出力電圧を、前記出力特性推定手段が推定する前記電流対電圧特性から求め、前記最大電流に対応する前記燃料電池の出力電圧を最低セル電圧の目標値として設定する目標電圧設定手段と、
前記セル電圧検出手段によって検出された前記各セルの出力電圧のうち最低セル電圧が前記目標電圧と一致するように前記燃料電池の出力電圧を制御する電圧制御手段と、
を備える、燃料電池の制御装置。 - 請求項1に記載の燃料電池の制御装置であって、
前記燃料電池の要求発電量に対応して、前記燃料電池に供給される燃料ガス及び酸化ガスの供給量を制御するガス供給量制御手段をさらに備える、燃料電池の制御装置。 - 請求項2に記載の燃料電池の制御装置であって、
前記ガス供給量制御手段は、前記燃料電池の要求発電量に対応して、燃料ガス及び酸化ガスの給量をフィードフォワード制御する、燃料電池の制御装置。 - 複数のセルを積層して成る燃料電池の運転状態を制御するコンピュータシステムに、
前記燃料電池の出力電流及び出力電圧に基づいて前記燃料電池の電流対電圧特性を推定するステップと、
前記燃料電池を構成する各セルの出力電圧を検出するステップと、
前記燃料電池に供給される燃料ガス流量から算出される第一の電流値と、前記燃料電池に供給される酸化ガス流量から算出される第二の電流値のうち小さい方を最大電流として演算するステップと、
前記最大電流に対応する前記燃料電池の出力電圧を、前記推定された電流対電圧特性から求め、前記最大電流に対応する前記燃料電池の出力電圧を最低セル電圧の目標値として設定するステップと、
前記検出された各セルの出力電圧のうち最低セル電圧が前記目標電圧と一致するように前記燃料電池の出力電圧を制御するステップと、
を実行させるためのコンピュータプログラム。
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