JP4529948B2 - Control device for fuel cell system - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池システムの制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a fuel cell system.

近年、電気自動車の電源として燃料電池と２次電池とを備えた燃料電池車の開発が進んでいる。内燃機関を原動力とする車輌と同様に、燃料電池車においても燃費向上のために、停車時或いは低負荷時のアイドルストップが考慮されている。   In recent years, development of a fuel cell vehicle including a fuel cell and a secondary battery as a power source of an electric vehicle has been advanced. Similar to a vehicle driven by an internal combustion engine, an idling stop at the time of stopping or at a low load is taken into consideration in a fuel cell vehicle in order to improve fuel consumption.

例えば、特許文献１には、燃料電池車の燃料節約のために、アクセルペダルの踏込み操作量を介して運転者が要求する車両の駆動要求パワーに応じて、駆動要求パワーが所定値以下である場合は、燃料電池の運転を補機も含めて停止し、２次電池単独で駆動要求パワーに対応している。これにより燃料電池による発電としては効率の悪い運転点を回避し、システム効率を向上させようとしている。
特開２００１−３０７７５８号公報 For example, in Patent Document 1, in order to save fuel in a fuel cell vehicle, the required drive power is equal to or less than a predetermined value according to the required drive power of the vehicle requested by the driver through the amount of depression of the accelerator pedal. In this case, the operation of the fuel cell is stopped including the auxiliary equipment, and the secondary battery alone corresponds to the required drive power. As a result, it is attempted to improve the system efficiency by avoiding operating points that are inefficient for power generation by the fuel cell.
JP 2001-307758 A

上記従来の技術では、燃料電池の発電を停止する判断条件として、駆動要求パワーが所定値以下である状態を判断基準としている。   In the above-described conventional technology, the determination criterion for stopping the power generation of the fuel cell is based on the determination criterion that the drive request power is a predetermined value or less.

しかしながら、燃料電池が十分に暖機（暖機とは、単に燃料電池内を意図的に昇温することだけを意味しているのではなく、燃料電池が発電するのに最適な状態を意図的に作り出す行程を意味しており、本発明では、その様な行程を暖機と呼ぶことにする。）が完了されていない状態においては、そもそも運転効率が低く、発電を停止しても効率向上にあまり寄与できない。   However, the fuel cell is sufficiently warmed up (warming up does not mean that the temperature inside the fuel cell is intentionally increased, but the fuel cell is intentionally in an optimum state for generating electricity. In the present invention, such a process is referred to as warm-up.) In the state where the operation has not been completed, the operation efficiency is low in the first place, and the efficiency is improved even when power generation is stopped. Cannot contribute much.

逆に、燃料電池システムの暖機中に発電を中止することは、暖機の完了を遅らせて低効率の運転時間を長引かせることにより、システム効率の低下を招く場合もあるという問題点があった。   Conversely, stopping power generation while the fuel cell system is warming up has the problem that system efficiency may be reduced by delaying the completion of warming up and prolonging low-efficiency operation time. It was.

以上の問題点に鑑み、本発明の目的は、燃料電池のシステム効率を改善することができる燃料電池システムの制御装置を提供することである。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a control device for a fuel cell system that can improve the system efficiency of the fuel cell.

本発明は、燃料電池本体として複数のセルを積層した燃料電池スタックを有する燃料電池システムの制御装置において、前記燃料電池スタックの状態として該燃料電池スタックの温度を検出する温度測定手段と、該温度測定手段が測定した燃料電池スタックの温度が所定温度以上であるか否かを判定する安定発電状態判定手段と、該安定発電状態判定手段が所定温度以上と判定すれば、燃料電池システムの発電停止を許可する一方、該安定発電状態判定手段が所定温度以上と判定しなければ、燃料電池システムの発電停止を許可しない発電停止許可手段と、を備えたこと要旨とする。
また本発明は、燃料電池本体として複数のセルを積層した燃料電池スタックを有する燃料電池システムの制御装置において、前記燃料電池スタックの状態として前記複数のセルのセル毎の電圧の平均値である平均セル電圧を検出するセル電圧検出手段と、該セル電圧検出手段が検出した平均セル電圧が燃料電池スタックからの取り出し電流に応じた所定電圧以上であるか否かを判定する安定発電状態判定手段と、該安定発電状態判定手段が所定電圧以上と判定すれば、燃料電池システムの発電停止を許可する一方、該安定発電状態判定手段が所定電圧以上と判定しなければ、燃料電池システムの発電停止を許可しない発電停止許可手段と、を備えたことを要旨とする。
また本発明は、燃料電池本体として複数のセルを積層した燃料電池スタックを有する燃料電池システムの制御装置において、前記燃料電池スタックの起動からの経過時間を測定する計時手段と、該計時手段が測定した起動からの経過時間が所定時間以上経過したか否かを判定する安定発電状態判定手段と、該安定発電状態判定手段が所定時間以上経過と判定すれば、燃料電池システムの発電停止を許可する一方、該安定発電状態判定手段が所定時間以上経過と判定しなければ、燃料電池システムの発電停止を許可しない発電停止許可手段と、を備えたことを要旨とする。 This onset bright, in the control apparatus for a fuel cell system having a fuel cell stack formed by stacking a plurality of cells as a fuel cell body, a temperature measuring means for detecting the temperature of the fuel cell stack as the state of the fuel cell stack, the A stable power generation state determination unit that determines whether or not the temperature of the fuel cell stack measured by the temperature measurement unit is equal to or higher than a predetermined temperature , and if the stable power generation state determination unit determines that the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature , the power generation of the fuel cell system The gist of the invention is that it includes a power generation stop permission means that does not permit the power generation stop of the fuel cell system unless the stable power generation state determination means determines that the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature .
Further, the present invention provides a control device for a fuel cell system having a fuel cell stack in which a plurality of cells are stacked as a fuel cell main body, and an average that is an average value of voltages of the plurality of cells as the state of the fuel cell stack Cell voltage detection means for detecting a cell voltage; and stable power generation state determination means for determining whether the average cell voltage detected by the cell voltage detection means is equal to or higher than a predetermined voltage corresponding to a current taken out from the fuel cell stack; If the stable power generation state determining means determines that the voltage is equal to or higher than the predetermined voltage, the fuel cell system is permitted to stop power generation. The gist of the invention is that it includes power generation stop permission means that is not permitted.
Further, the present invention provides a control device for a fuel cell system having a fuel cell stack in which a plurality of cells are stacked as a fuel cell main body, a time measuring means for measuring an elapsed time since the start of the fuel cell stack, and the time measuring means The stable power generation state determining means for determining whether or not the elapsed time since the start has elapsed exceeds a predetermined time, and if the stable power generation state determining means determines that the predetermined time or more has elapsed, the fuel cell system is permitted to stop power generation. On the other hand, if the stable power generation state determination means does not determine that a predetermined time or more has elapsed, the gist of the invention is that it includes power generation stop permission means that does not permit power generation stop of the fuel cell system.

本発明によれば、安定発電状態になるまでは発電停止を許可しないので発電が継続され、より早く安定発電状態に到達するようになり、安定発電状態以前の低効率運転時間を短縮し、燃料電池のシステム効率を改善することができる。   According to the present invention, power generation is not stopped until the stable power generation state is reached, so power generation is continued, the stable power generation state is reached earlier, the low-efficiency operation time before the stable power generation state is shortened, and the fuel The system efficiency of the battery can be improved.

次に図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

［第１実施形態］
図１は、本発明に係る燃料電池システムの制御装置の第１実施形態の構成を説明するシステム構成図である。この第１実施形態は、電動車両の電源として用いられる燃料電池システムを例示している。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a system configuration diagram illustrating a configuration of a first embodiment of a control device for a fuel cell system according to the present invention. This 1st Embodiment has illustrated the fuel cell system used as a power supply of an electric vehicle.

図１において、燃料電池システムは、燃料電池本体である燃料電池スタック１と、燃料電池スタック１に供給する水素及び空気を加湿する加湿器３と、加湿器３に加湿用純水を供給する純水ポンプ５と、空気を圧縮して加湿器３へ送るコンプレッサ７と、高圧水素を貯蔵する高圧水素タンク９と、高圧水素の流量を制御する可変バルブ１１と、燃料電池から出てきた未使用の水素を上流へ還流するためのイジェクタ１３と、空気の圧力及び流量を制御するスロットル１５と、水素系の通路を大気開放し水を外部に排出することにより燃料電池セル電圧の回復を行うセル電圧回復装置であるパージ弁１７と、燃料電池から出力を取り出す駆動ユニット１９と、燃料電池へ流入する空気流量を検出する空気流量センサ２１と、燃料電池入口の空気圧力を検出する空気圧力センサ２３と、燃料電池へ流入する水素流量を検出する水素流量センサ２５と、燃料電池入口の水素圧力を検出する水素圧力センサ２７と、各センサの信号とセル電圧検出装置の出力を取り込み、内蔵された制御ソフトウェアに基づいて各アクチュエータを駆動するコントローラ２９と、燃料電池スタック１の全セルの電圧をセル毎あるいはセル群毎に検出するセル電圧検出装置３１と、燃料電池の温度を検出する温度センサ３３と、運転者の操作する車両のキーの状態を示すキーＳＷ３５と、を備えている。   In FIG. 1, the fuel cell system includes a fuel cell stack 1 that is a fuel cell body, a humidifier 3 that humidifies hydrogen and air supplied to the fuel cell stack 1, and a pure water that supplies pure water for humidification to the humidifier 3. A water pump 5, a compressor 7 that compresses air and sends it to the humidifier 3, a high-pressure hydrogen tank 9 that stores high-pressure hydrogen, a variable valve 11 that controls the flow rate of high-pressure hydrogen, and unused fuel cells A fuel cell cell voltage recovery is achieved by opening an ejector 13 for recirculating hydrogen to the upstream, a throttle 15 for controlling the pressure and flow rate of air, and opening a hydrogen-based passage to the atmosphere and discharging water to the outside. A purge valve 17 that is a voltage recovery device, a drive unit 19 that extracts an output from the fuel cell, an air flow rate sensor 21 that detects a flow rate of air flowing into the fuel cell, and air at the fuel cell inlet An air pressure sensor 23 for detecting the force, a hydrogen flow sensor 25 for detecting the hydrogen flow rate flowing into the fuel cell, a hydrogen pressure sensor 27 for detecting the hydrogen pressure at the fuel cell inlet, a signal of each sensor and a cell voltage detection device A controller 29 that drives each actuator based on built-in control software, a cell voltage detector 31 that detects the voltage of all cells of the fuel cell stack 1 for each cell or cell group, and a fuel cell A temperature sensor 33 that detects the temperature of the vehicle, and a key SW 35 that indicates the state of the key of the vehicle operated by the driver.

燃料電池の状態を検出する状態検出手段は、セル電圧検出装置３１及び温度センサ３３が該当する。
コントローラ２９は、安定発電状態判定手段４１と、発電停止許可手段４２と、発電量制限手段４３と、セル電圧比較手段４４と、セル電圧回復装置であるパージ弁１７を操作するセル電圧回復装置操作手段４５と、セル電圧回復装置停止時間計測手段４６とを備え、これらを内蔵プログラムにより実現している。 The cell voltage detection device 31 and the temperature sensor 33 correspond to the state detection means for detecting the state of the fuel cell.
The controller 29 includes a stable power generation state determination unit 41, a power generation stop permission unit 42, a power generation amount limiting unit 43, a cell voltage comparison unit 44, and a cell voltage recovery device operation that operates the purge valve 17 that is a cell voltage recovery device. Means 45 and cell voltage recovery device stop time measuring means 46 are provided, and these are realized by a built-in program.

安定発電状態判定手段４１は、燃料電池の状態を検出する状態検出手段であるセル電圧検出装置３１及び温度センサ３３から燃料電池の状態を読み込み、これらの検出結果に基づいて燃料電池が安定発電状態にあるか否かを判定する。
発電停止許可手段４２は、安定発電状態判定手段４１が安定発電状態にあると判定すれば、燃料電池システムの発電停止を許可する一方、安定発電状態判定手段４１が安定発電状態にあると判定しなければ、燃料電池システムの発電停止を許可しないように制御する。 The stable power generation state determination means 41 reads the state of the fuel cell from the cell voltage detection device 31 and the temperature sensor 33 which are state detection means for detecting the state of the fuel cell, and the fuel cell is in a stable power generation state based on these detection results. It is determined whether or not.
If the stable power generation state determination unit 41 determines that the stable power generation state determination unit 41 is in the stable power generation state, the power generation stop permission unit 42 permits the fuel cell system to stop generating power, while determining that the stable power generation state determination unit 41 is in the stable power generation state. If not, control is performed so as not to allow the power generation stop of the fuel cell system.

発電量制限手段４３は、発電停止許可手段４２が発電停止を許可しない間は、燃料電池の発電量を制限する。
セル電圧比較手段４４は、セル電圧検出手段であるセル電圧検出装置３１が検出したセル電圧と所望の電圧値とを比較し、所望の電圧値に満たないセルあるいはセル群を検出する。 The power generation amount limiting means 43 limits the power generation amount of the fuel cell while the power generation stop permission means 42 does not permit the power generation stop.
The cell voltage comparison means 44 compares the cell voltage detected by the cell voltage detection device 31 as the cell voltage detection means with a desired voltage value, and detects a cell or a cell group that does not satisfy the desired voltage value.

セル電圧回復装置操作手段４５は、セル電圧比較手段４４の比較結果に基づいて、セル電圧回復装置であるパージ弁１７の操作を行うものである。
セル電圧回復装置停止時間計測手段４６は、セル電圧回復装置操作手段４５の出力に基づいて、パージ弁１７が継続して閉じた（セル電圧回復装置が継続して停止した）状態であるセル電圧回復装置停止状態継続時間を計測する。 The cell voltage recovery device operating means 45 operates the purge valve 17 that is a cell voltage recovery device based on the comparison result of the cell voltage comparison means 44.
The cell voltage recovery device stop time measuring means 46 is based on the output of the cell voltage recovery device operating means 45, and the cell voltage in a state where the purge valve 17 is continuously closed (the cell voltage recovery device is continuously stopped). Measure recovery device stop state duration.

次に、図１に示した燃料電池システムの動作を説明する。コンプレッサ７は空気を圧縮して加湿器３へ送る。加湿器３では純水ポンプ５により供給された純水で圧縮空気を加湿する。加湿された空気は燃料電池スタック１の空気極（不図示）へ送り込まれる。スロットル１５で空気系の圧力制御が行われる。   Next, the operation of the fuel cell system shown in FIG. 1 will be described. The compressor 7 compresses the air and sends it to the humidifier 3. The humidifier 3 humidifies the compressed air with pure water supplied by the pure water pump 5. The humidified air is sent to the air electrode (not shown) of the fuel cell stack 1. The throttle system 15 controls the air system pressure.

水素系では、高圧水素タンク９から供給される水素の流量を可変バルブ１１で制御して、燃料電池水素極圧力を所望の値とする。また、イジェクタ１３で還流量と合流し、次に加湿器３へ送られる。加湿器３では空気と同様に純水ポンプ５で供給された純水で水素を加湿する。加湿された水素が燃料電池スタック１の水素極（不図示）へ送り込まれる。   In the hydrogen system, the flow rate of hydrogen supplied from the high-pressure hydrogen tank 9 is controlled by the variable valve 11 to set the fuel cell hydrogen electrode pressure to a desired value. Further, the amount of reflux is merged by the ejector 13 and then sent to the humidifier 3. The humidifier 3 humidifies hydrogen with pure water supplied by the pure water pump 5 in the same manner as air. The humidified hydrogen is sent to the hydrogen electrode (not shown) of the fuel cell stack 1.

燃料電池スタック１では送り込まれた空気と水素を反応させて発電を行い、電流（電力）を駆動ユニット１９へ供給する。
燃料電池スタック１で反応に使用した残りの空気は、スロットル１５を介して燃料電池外へ排出される。また、反応に使用した残りの水素は燃料電池外へ排出されるが、イジェクタ１３によって加湿器３の上流へ還流されて発電に再利用する。 In the fuel cell stack 1, the supplied air and hydrogen are reacted to generate power and supply current (electric power) to the drive unit 19.
The remaining air used for the reaction in the fuel cell stack 1 is discharged out of the fuel cell through the throttle 15. The remaining hydrogen used in the reaction is discharged out of the fuel cell, but is returned to the upstream side of the humidifier 3 by the ejector 13 and reused for power generation.

空気流量センサ２１、空気圧力センサ２３、水素流量センサ２５、水素圧力センサ２７、セル電圧検出装置３１、の各センサの検出値はコントローラ２９へ読み込まれる。
コントローラ２９では、読み込んだ各値が、その時の目標発電量から決まる所定の目標値になるようコンプレッサ７、スロットル１５、可変バルブ１１を制御するとともに、目標値に対して実際に実現されている圧力、流量に応じて燃料電池スタック１から駆動ユニット１９へ取り出す出力（電流値）を指令し制御を行う。 Detection values of the air flow sensor 21, air pressure sensor 23, hydrogen flow sensor 25, hydrogen pressure sensor 27, and cell voltage detection device 31 are read into the controller 29.
The controller 29 controls the compressor 7, the throttle 15, and the variable valve 11 so that each read value becomes a predetermined target value determined from the target power generation amount at that time, and the pressure actually realized with respect to the target value. The output (current value) to be taken out from the fuel cell stack 1 to the drive unit 19 is commanded and controlled according to the flow rate.

さらに本実施形態のコントローラ２９は、燃料電池が安定発電状態にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて、燃料電池の発電停止を許可するか否かを判定する。燃料電池の起動後、安定発電状態にあると判定するまでの間は、発電停止を許可しない。   Furthermore, the controller 29 of the present embodiment determines whether or not the fuel cell is in a stable power generation state, and determines whether or not to permit power generation stop of the fuel cell based on the determination result. Stopping power generation is not permitted until it is determined that the fuel cell is in a stable power generation state after the fuel cell is started.

発電停止を許可している間で、燃料電池の負荷が低負荷である場合、たとえば、車両の停止時あるいは減速時に、発電停止を許可していれば発電を停止させる。また、発電停止を許可しない間であっても、運転停止時（キーＳＷ３５がＯＦＦになった時）またはフェール発生時などの緊急時には発電を停止させる。   If the load of the fuel cell is low while the power generation stop is permitted, for example, when the vehicle is stopped or decelerated, the power generation is stopped if the power generation stop is permitted. Further, even during the period when the power generation stop is not permitted, the power generation is stopped in an emergency such as when the operation is stopped (when the key SW 35 is turned OFF) or when a failure occurs.

図１１は、以上のコントローラ２９による発電停止の処理フローを示す図である。同図において、まずＳ６０でシステムフェール要因の有無を判定する。システムフェール要因があれば、燃料電池の発電を継続することができないので、Ｓ６５へ移り発電停止して終了する。Ｓ６０の判定でシステムフェール要因がなければ、Ｓ６１へ移りキーＳＷ３５がＯＦＦされたか否かを判定する。キーＳＷのＯＦＦであれば、Ｓ６５へ移る。キーＳＷのＯＦＦでなければ、Ｓ６２へ移り停車中（または減速中）か否かを判定する。Ｓ６２の判定で停車中（または減速中）でなければ、Ｓ６４へ移り発電を継続する。Ｓ６２の判定で停車中（または減速中）であれば、Ｓ６３へ移り発電停止が許可されているか否かを判定する。Ｓ６３で発電停止が許可されていなければ、Ｓ６４へ移る。Ｓ６３で発電停止が許可されていれば、Ｓ６５へ移り、発電を停止して終了する。   FIG. 11 is a diagram illustrating a processing flow for stopping power generation by the controller 29 described above. In the figure, first, the presence or absence of a system failure factor is determined in S60. If there is a system failure factor, the power generation of the fuel cell cannot be continued, so the process proceeds to S65 and stops and ends. If it is determined in S60 that there is no system failure factor, the process proceeds to S61 to determine whether or not the key SW35 is turned off. If the key SW is OFF, the process proceeds to S65. If the key SW is not OFF, the process proceeds to S62 to determine whether the vehicle is stopping (or decelerating). If the vehicle is not stopped (or decelerating) as determined in S62, the process proceeds to S64 and power generation is continued. If it is determined that the vehicle is stopped (or decelerating) in S62, the process proceeds to S63 and it is determined whether or not the power generation stop is permitted. If the power generation stop is not permitted in S63, the process proceeds to S64. If the power generation stop is permitted in S63, the process proceeds to S65, and the power generation is stopped and terminated.

さらに本実施形態のコントローラ２９は、燃料電池の全セルの電圧をセル毎またはセル群毎に検出するセル電圧検出手段であるセル電圧検出装置３１の出力に基づき、全セルの電圧のうち、所望とする電圧値に満たないセルあるいはセル群を検出し、この検出出力に基づいて、セル電圧回復装置であるパージ弁１７の操作を行う。   Furthermore, the controller 29 according to the present embodiment selects a desired voltage out of the voltages of all the cells based on the output of the cell voltage detecting device 31 that is a cell voltage detecting unit that detects the voltages of all the cells of the fuel cell for each cell or each cell group. A cell or a cell group that does not satisfy the voltage value is detected, and the purge valve 17 that is a cell voltage recovery device is operated based on this detection output.

本実施形態のコントローラ２９は、安定発電状態検出手段としてセル電圧回復装置操作手段の出力に基づき、セル電圧回復装置が継続して停止した状態で発電している時間を計測するセル電圧回復装置停止時間計測手段の役割を有する。   The controller 29 according to the present embodiment is a cell voltage recovery device stop that measures the time during which the cell voltage recovery device is continuously stopped based on the output of the cell voltage recovery device operation means as the stable power generation state detection means. It has a role of time measuring means.

なお、本実施形態ではセル電圧回復装置停止時間が所定継続時間以上となったことを安定発電状態であるとして扱う。
さらに、本実施形態のコントローラ２９は、発電停止を許可しない間は、燃料電池の発電量を制限する燃料電池発電量制限手段を兼ね、燃料電池システムの湿度に応じて発電量を制限する。 In the present embodiment, the fact that the cell voltage recovery device stop time has reached a predetermined duration or more is treated as a stable power generation state.
Further, the controller 29 of this embodiment also serves as a fuel cell power generation amount limiting means for limiting the power generation amount of the fuel cell while not stopping the power generation stop, and limits the power generation amount according to the humidity of the fuel cell system.

次に本実施形態の作用を説明する。概略の作用は、セル電圧検出装置３１による燃料電池スタック１のセル電圧状態に基づいて、特に電圧の低いセル又はセル群があるか否かを判定し、この判定によってパージ弁１７の開閉を操作し、パージ弁１７の全閉状態が継続して所定時間まで達した場合に、安定発電状態であるとして燃料電池スタック１の発電停止を許可する。   Next, the operation of this embodiment will be described. The general operation is based on the cell voltage state of the fuel cell stack 1 by the cell voltage detection device 31 to determine whether or not there is a cell or a group of cells having a particularly low voltage, and the opening / closing of the purge valve 17 is operated by this determination. When the fully closed state of the purge valve 17 continues and reaches a predetermined time, the power generation stop of the fuel cell stack 1 is permitted as the stable power generation state.

次に、図２の制御フローチャートを参照して、本実施形態における燃料電池システムの運転方法について、処理内容を詳しく説明する。本処理内容は、燃料電池運転開始時より所定時間毎（例えば１０［ｍｓ］毎）に実行される。   Next, with reference to the control flowchart of FIG. 2, the processing contents of the operation method of the fuel cell system in the present embodiment will be described in detail. This processing content is executed every predetermined time (for example, every 10 [ms]) from the start of fuel cell operation.

まずステップ（以下、ステップをＳと略す）１０では、燃料電池スタック１のセル電圧をセル電圧検出装置３１により検出し、コントローラ２９へ読み込む。Ｓ１２では、燃料電池のセル電圧を比較判定する。Ｓ１４では、所望とする電圧値に満たない低電圧セルがあるか否かを判定する。   First, in step (hereinafter, step is abbreviated as S) 10, the cell voltage of the fuel cell stack 1 is detected by the cell voltage detection device 31 and read into the controller 29. In S12, the cell voltage of the fuel cell is compared and determined. In S14, it is determined whether or not there is a low voltage cell that does not satisfy the desired voltage value.

ここで所望とする電圧は、全セル電圧の平均電圧値Ｖave の所定割合（例えば、０．８倍）である電圧Ｖthr （Ｖthr ＝０．８×Ｖave ）とする。このようセル電圧の例を図５（ａ）に示す。同図において、セル番号ｋのセル電圧がＶthr 未満となっている。図５（ｂ）に示すようにセル番号ｋのセル電圧が他のセル電圧より低くてもＶthr 以上であれば、低電圧セルが有るとは判定しない。   Here, the desired voltage is a voltage Vthr (Vthr = 0.8 × Vave) which is a predetermined ratio (for example, 0.8 times) of the average voltage value Vave of all the cell voltages. An example of such a cell voltage is shown in FIG. In the figure, the cell voltage of cell number k is less than Vthr. As shown in FIG. 5B, even if the cell voltage of the cell number k is lower than the other cell voltages, if it is Vthr or more, it is not determined that there is a low voltage cell.

Ｓ１４の判定で低電圧セルが無ければ、Ｓ１６へ進み、パージ弁１７が開いているか否かを判定する。パージ弁１７が開いていなければ、Ｓ１８へ進み、パージ弁閉状態を継続して、Ｓ２０へ進み、パージ弁閉時間（セル電圧回復装置停止状態継続時間）を計測するパージ弁閉時間計測タイマの作動を継続させる。   If it is determined in S14 that there is no low voltage cell, the process proceeds to S16, in which it is determined whether the purge valve 17 is open. If the purge valve 17 is not open, the process proceeds to S18, the purge valve closed state is continued, the process proceeds to S20, and a purge valve close time measurement timer for measuring the purge valve close time (cell voltage recovery device stop state continuous time) is measured. Continue operation.

次いで、Ｓ２２でパージ弁閉時間計測タイマの計測時間が所定時間（例えば、所定値ｔendは、５分）以上となったか否かを判定し、所定時間以上であれば、Ｓ２４で燃料電池の発電停止を許可状態として終了する。   Next, in S22, it is determined whether or not the measurement time of the purge valve closing time measurement timer has reached a predetermined time (for example, the predetermined value tend is 5 minutes) or more. End with stop enabled.

図４（ａ）は、パージ弁閉状態の計測時間の例を示し、図４（ｂ）は、対応するパージ弁１７の開閉状態を示す。   4A shows an example of the measurement time in the purge valve closed state, and FIG. 4B shows the open / close state of the corresponding purge valve 17.

Ｓ２２の判定で、パージ弁閉時間計測タイマの計測時間が所定時間未満であれば、Ｓ２６へ移り、燃料電池の発電停止を不許可状態として終了する。   If it is determined in S22 that the time measured by the purge valve closing time measuring timer is less than the predetermined time, the process proceeds to S26, and the power generation stop of the fuel cell is terminated and is terminated.

Ｓ１６のパージ弁１７が開いているか否かの判定で、パージ弁が開いていれば、セル電圧回復操作によりセル電圧が回復している状態なので、Ｓ２８へ移りパージ弁１７を閉じて、Ｓ３０へ移る。Ｓ３０では、パージ弁閉時間計測タイマによるパージ弁閉時間計測を開始して、Ｓ２６へ移る。   If it is determined whether or not the purge valve 17 is open in S16, if the purge valve is open, the cell voltage has been recovered by the cell voltage recovery operation, so the process proceeds to S28, the purge valve 17 is closed, and the process proceeds to S30. Move. In S30, the purge valve closing time measurement by the purge valve closing time measuring timer is started, and the process proceeds to S26.

Ｓ１４の判定で低電圧セルが有れば、Ｓ３２へ進み、パージ弁１７が開いているか否かを判定する。パージ弁１７が開いていれば、Ｓ３４へ進み、パージ弁開状態を継続して、Ｓ２６へ移る。Ｓ３２の判定でパージ弁１７が開いていなければ、低電圧セルの電圧を回復すべく、Ｓ３６でパージ弁１７を開く。次いで、パージ弁閉時間計測タイマをリセットして、Ｓ２６へ移る。２６では、先に説明したように、燃料電池の発電停止を不許可状態として終了する。   If it is determined in S14 that there is a low voltage cell, the process proceeds to S32, in which it is determined whether the purge valve 17 is open. If the purge valve 17 is open, the process proceeds to S34, the purge valve open state is continued, and the process proceeds to S26. If the purge valve 17 is not open in S32, the purge valve 17 is opened in S36 in order to recover the voltage of the low voltage cell. Next, the purge valve closing time measurement timer is reset, and the process proceeds to S26. In 26, as described above, the power generation stop of the fuel cell is terminated as an unpermitted state.

ここで、所望とするセル電圧に満たないセルの検出方法の一例について説明する。まず、図５にあるように、検出したセル電圧の平均電圧値をＶave ［Ｖ］とし、所定割合をａ（たとえば０．８）とすると、所定割合の電圧値Ｖthr ［Ｖ］は式（１）となる。   Here, an example of a method for detecting a cell that does not satisfy a desired cell voltage will be described. First, as shown in FIG. 5, when the average voltage value of the detected cell voltage is Vave [V] and the predetermined ratio is a (for example, 0.8), the voltage value Vthr [V] of the predetermined ratio is expressed by the following equation (1). )

［数１］
Ｖthr ＝ａ×Ｖave …（１）
各セルの電圧値をＶ（ｎ）とすると、
［数２］
Ｖ（ｎ）＜Ｖthr …（２）
式（２）を満たす電圧値のセルを検出する（図５）。 [Equation 1]
Vthr = a × Vave ... (1)
If the voltage value of each cell is V (n),
[Equation 2]
V (n) <Vthr (2)
A cell having a voltage value satisfying equation (2) is detected (FIG. 5).

図３は、図２の燃料電池セル電圧の比較判定（Ｓ１２及びＳ１４）の詳細を説明するフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart for explaining the details of the fuel cell voltage comparison determination (S12 and S14) of FIG.

まずＳ１２１でｎ個のセル電圧Ｖ（ｎ）の平均値Ｖave を算出する。次いでＳ１２２でしきい値Ｖthr を算出する。このしきい値Ｖthr は、平均値Ｖave に一定の係数ａ（例えば、ａ＝０．８）を乗じたものである。次いでＳ１２３で制御変数ｉの初期値を１に設定する。   First, in S121, an average value Vave of n cell voltages V (n) is calculated. In step S122, the threshold value Vthr is calculated. This threshold value Vthr is obtained by multiplying the average value Vave by a constant coefficient a (for example, a = 0.8). Next, the initial value of the control variable i is set to 1 in S123.

Ｓ１２４でｉ番目のセルの電圧Ｖ（ｉ）としきい値Ｖthr とを比較し、Ｖ（ｉ）がしきい値Ｖthr 未満であるか否かを判定する。Ｓ１２４の判定がＹｅｓであれば、所望の電圧値に満たない低電圧セルが有ると判定する。Ｓ１２４の判定がＮｏであれば、Ｓ１２５でｉが最後のセル番号ｎで有るか否かを判定する。ｉが最後のセル番号でなければ、Ｓ１２６へ移りｉを１だけ増加させてＳ１２４へ戻る。
Ｓ１２５の判定でｉが最後のセル番号であれば、全てのセル電圧がしきい値Ｖthr 以上であったので、低電圧セル無しとする。 In S124, the voltage V (i) of the i-th cell is compared with the threshold value Vthr to determine whether V (i) is less than the threshold value Vthr. If the determination in S124 is Yes, it is determined that there is a low voltage cell that does not satisfy the desired voltage value. If the determination in S124 is No, it is determined in S125 whether i is the last cell number n. If i is not the last cell number, the process proceeds to S126, i is incremented by 1, and the process returns to S124.
If i is the last cell number in the determination of S125, all the cell voltages are equal to or higher than the threshold value Vthr, and it is determined that there is no low voltage cell.

尚、本実施形態においては、セル電圧検出手段であるセル電圧検出装置３１が各セル電圧を検出して、コントローラ２９に送信し、コントローラ２９のセル電圧比較手段４４が所望の電圧値に満たないセルの有無を検出するものとしたが、コントローラ２９によるセル電圧比較機能をセル電圧検出装置３１に備えて、セル電圧比較結果である所望の電圧値に満たないセルの有無をセル電圧検出装置３１からコントローラ２９に伝えるようにしてもよい。   In the present embodiment, the cell voltage detection device 31 as the cell voltage detection means detects each cell voltage and transmits it to the controller 29, and the cell voltage comparison means 44 of the controller 29 does not reach the desired voltage value. Although the presence or absence of a cell is detected, the cell voltage detection device 31 is provided with a cell voltage comparison function by the controller 29, and the presence or absence of a cell that does not satisfy a desired voltage value as a cell voltage comparison result is detected. To the controller 29.

また、燃料電池スタック１が多数のセルからなる場合、各セル毎のセル電圧を検出するのではなく、直列接続された複数のセルを纏めたセル群毎にセル群電圧を検出して、セル群電圧の平均値に基づくしきい値に満たないセル群電圧の有無から水詰まりを起こしているセルの有無を判定するようにしてもよい。この場合、水詰まりの判定精度は多少低下するが、セル電圧検出装置３１の構成が大幅に簡略化される。   In addition, when the fuel cell stack 1 is composed of a large number of cells, the cell voltage is not detected for each cell, but is detected for each cell group in which a plurality of cells connected in series are collected. The presence / absence of a cell causing water clogging may be determined from the presence / absence of a cell group voltage that does not satisfy a threshold value based on the average value of the group voltage. In this case, the determination accuracy of water clogging is somewhat lowered, but the configuration of the cell voltage detection device 31 is greatly simplified.

さらに、本実施形態では上記のような計算例を記載したが、その他にも、セル電圧から偏差を算出し、その偏差の所定値に満たないセルを検出することにより、上記以外の計算方法による検出も可能である。   Furthermore, although the calculation example as described above has been described in the present embodiment, in addition to this, by calculating a deviation from the cell voltage and detecting a cell that does not satisfy the predetermined value of the deviation, a calculation method other than the above is used. Detection is also possible.

図６に、燃料電池発電量制限の処理内容を示す。
Ｓ４０では、燃料電池の発電停止許可中であるかを判定し、許可されていればＳ４６に進み、燃料電池発電量の制限を行わない。Ｓ４０で燃料電池の発電停止が許可されてなければ、Ｓ４２に進む。Ｓ４２では、燃料電池活性度を演算し、Ｓ４４では、Ｓ４２で演算した活性度に応じて、燃料電池の発電量制限値を設定して発電量を制限させる。 FIG. 6 shows the processing contents of the fuel cell power generation amount restriction.
In S40, it is determined whether power generation stop of the fuel cell is permitted. If permitted, the process proceeds to S46, and the fuel cell power generation amount is not limited. If the power generation stop of the fuel cell is not permitted in S40, the process proceeds to S42. In S42, the fuel cell activity is calculated. In S44, the power generation amount limit value of the fuel cell is set according to the activity calculated in S42 to limit the power generation amount.

ここで、Ｓ４２の燃料電池活性度演算方法として、燃料電池スタック内の温度から燃料電池活性度状態を算出する方法の一例について説明する。
温度センサ３３については、燃料電池スタック１の内部に設けることにより、燃料電池内の温度を検出する方法と、燃料電池スタックの冷却水系配管に設け、冷却水温度を検出する方法などがある。いずれの方法においても、燃料電池の暖機終了状態における燃料電池内温度、もしくは冷却水温度の目標温度を事前の実験などにより推定し、これを目標温度Ｔtar ［Ｋ］とする。次に、燃料電池運転時の燃料電池内温度、もしくは冷却水温度をＴt1［Ｋ］とすると、燃料電池スタック内の活性度ＡT は、式（３）または式（４）となる（図８）。 Here, an example of a method for calculating the fuel cell activity state from the temperature in the fuel cell stack will be described as the fuel cell activity calculation method in S42.
As for the temperature sensor 33, there are a method for detecting the temperature in the fuel cell by providing it inside the fuel cell stack 1, a method for detecting the temperature of the cooling water by providing it in the cooling water system piping of the fuel cell stack, and the like. In any of the methods, the target temperature of the fuel cell in the state where the warm-up of the fuel cell is completed or the target temperature of the cooling water temperature is estimated by a prior experiment, and this is set as the target temperature Ttar [K]. Next, assuming that the temperature inside the fuel cell during operation of the fuel cell or the cooling water temperature is Tt1 [K], the activity AT in the fuel cell stack AT Is the formula (3) or the formula (4) (FIG. 8).

［数３］
Ｔtar ＞Ｔt1のとき、
ＡT ＝ｆ（Ｔt1／Ｔtar） …（３）
Ｔtar ≦Ｔt1のとき、
ＡT ＝１ …（４）
図７は、上記の燃料電池活性度演算を説明するフローチャートである。まず、Ｓ５０において、温度センサ３３が測定した燃料電池の温度Ｔt1をコントローラ２９へ読み込む。次いでＳ５２で、測定温度Ｔt1が目標温度Ｔtar未満か否かを判定し、測定温度Ｔt1が目標温度Ｔtar以上であれば、Ｓ５４へ移り活性度ＡT＝１として終了する。Ｓ５２の判定で、測定温度Ｔt1が目標温度Ｔtar未満であれば、Ｓ５６へ移り、活性度ＡT＝ｆ（Ｔt1／Ｔtar）として終了する。 [Equation 3]
Ttar When> Tt1
AT = F (Tt1 / Ttar) (3)
When Ttar ≤ Tt1,
AT = 1 (4)
FIG. 7 is a flowchart illustrating the fuel cell activity calculation. First, in S50, the temperature Tt1 of the fuel cell measured by the temperature sensor 33 is read into the controller 29. Next, in S52, it is determined whether or not the measured temperature Tt1 is lower than the target temperature Ttar. If the measured temperature Tt1 is equal to or higher than the target temperature Ttar, the process proceeds to S54 and ends with the activity AT = 1. If it is determined in S52 that the measured temperature Tt1 is lower than the target temperature Ttar, the process proceeds to S56 and ends with the activity AT = f (Tt1 / Ttar).

次に、図６のＳ４４の燃料電池の発電量制限方法について説明する。燃料電池発電量が高負荷まで安定して電力を取り出すことができる状態での燃料電池の発電量の上限値をＰmax［ｋＷ］とすると、燃料電池発電量制限値Ｐlmt［ｋＷ］を、式（５）により決定して、燃料電池の発電量を制限する（図９）。   Next, the power generation amount limiting method for the fuel cell in S44 of FIG. 6 will be described. Assuming that the upper limit value of the power generation amount of the fuel cell in a state where the fuel cell power generation amount can stably extract power up to a high load is Pmax [kW], the fuel cell power generation amount limit value Plmt [kW] 5), the amount of power generated by the fuel cell is limited (FIG. 9).

［数４］
Ｐlmt＝ＡT×Ｐmax …（５）
Ｔtar ＜Ｔt1のときは、ＡT＝１となるので、実質的にＰlmt ＝Ｐmax となり発電量制限がない状態になる。 [Equation 4]
Plmt = AT × Pmax (5)
When Ttar <Tt1, AT = 1, so that Plmt = Pmax is practically established and there is no power generation limit.

また別の方法として、燃料電池運転開始時の燃料電池内温度、もしくは燃料電池冷却水温度ＴST［Ｋ］における燃料電池スタック内の活性度をＡSTとして、Ｔtar ＞Ｔt1の場合の燃料電池発電量制限値Ｐlmt［ｋＷ］を、
［数５］
Ｐlmt＝ＡST×Ｐmax …（６）
式（６）として燃料電池の発電量を制限することも可能である（図９−ｂ）。 As another method, the activity in the fuel cell stack at the fuel cell temperature at the start of fuel cell operation or the fuel cell coolant temperature TST [K] is defined as AST, and Ttar The fuel cell power generation limit value Plmt [kW] when> Tt1,
[Equation 5]
Plmt = AST × Pmax ... (6)
It is also possible to limit the power generation amount of the fuel cell as equation (6) (FIG. 9B).

［第１実施形態の効果］
以上説明した第１実施形態によれば、以下に示す効果がある。燃料電池の起動後、安定発電状態にあると判定するまでの間は、発電停止を許可しないので、発電継続時間が長くなり早期に暖機され安定発電状態となる。 [Effect of the first embodiment]
According to the first embodiment described above, there are the following effects. Since the stop of power generation is not permitted until it is determined that the fuel cell is in the stable power generation state after the start of the fuel cell, the power generation continuation time becomes longer and warms up early and enters the stable power generation state.

燃料電池が十分に暖機（暖機とは、単に燃料電池内を意図的に昇温することだけを意味しているのではなく、燃料電池が発電するのに最適な状態を意図的に作り出す行程の意味）が完了されていない状態においては、運転効率が低い。   The fuel cell is sufficiently warmed up (warming up does not mean that the temperature inside the fuel cell is intentionally increased, but intentionally creates an optimum state for the fuel cell to generate electricity. In the state where the meaning of the stroke) is not completed, the operation efficiency is low.

この状態では低負荷であっても燃料電池の運転を継続して早期の暖機を進めることが、結果的に燃費効率の向上に寄与することになる。   In this state, even if the load is low, continued operation of the fuel cell and early warm-up will contribute to improving fuel efficiency.

パージ弁閉状態継続時間の所定値ｔend［ｓ］は、少なくとも５分間程度としているので、図１０（ａ）、（ｂ）にあるように、パージ弁閉状態の継続時間の計測値が所定値ｔend［ｓ］に達していない場合には、発電停止を不許可としている本実施形態の場合（図１０（ａ））は、発電停止を許可している場合（比較例：図１０（ｂ））よりも、安定発電状態になるまでに（ｔ2−ｔ1 ）［ｓ］早くなる可能性がある。 Since the predetermined value tend [s] of the purge valve closed state duration is at least about 5 minutes, as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), the measured value of the purge valve closed state duration is a predetermined value. In the case of the present embodiment in which power generation stop is not permitted when it has not reached tend [s] (FIG. 10A), power generation stop is permitted (comparative example: FIG. 10B). ) Until (t2-t1) ) [S] may be faster.

さらに図１０（ｂ）の比較例のように、燃料電池が十分に温まっていない状態から運転し、一旦発電を停止した場合、燃料電池内に水が凝結し、再起動時にこれを除去するための供給空気量を増量したり、水素を排出しつつ燃料電池内の凝結水を吹き飛ばす操作などを行う必要が生じる場合がある。これらもまた、システム効率を悪化させる原因となり、本来の目的であるシステム効率の向上に反する結果となる場合もある。したがって、燃料電池の運転を停止し、暖機を遅らせることは、車両の運転性に制限を設ける状況や、あるいは２次電池を酷使し効率低下を招く状況を生み出すこととなる場合もあるという問題点もあった。本発明では発電を継続することで上記問題点を解決できる。   Further, as in the comparative example of FIG. 10B, when the fuel cell is operated from a state where it is not sufficiently warmed and power generation is stopped once, water condenses in the fuel cell and is removed at the time of restart. In some cases, it may be necessary to increase the amount of air supplied or to blow off condensed water in the fuel cell while discharging hydrogen. These also cause the system efficiency to deteriorate, and may result in contrary to the improvement of the system efficiency which is the original purpose. Therefore, stopping the operation of the fuel cell and delaying the warm-up may cause a situation where a limit is imposed on the drivability of the vehicle or a situation where the secondary battery is overused and the efficiency is lowered. There was also a point. In the present invention, the above problem can be solved by continuing power generation.

また、安定発電状態をセル電圧回復装置停止時間で判定するので正確な判定ができる。   Further, since the stable power generation state is determined by the cell voltage recovery device stop time, an accurate determination can be made.

セル電圧回復装置として、燃料電池内の液水を排出する装置を用いたので、燃料電池内の状態を元に戻すことで効率を悪化させることなくセル電圧を回復させることが可能となる。   Since the device for discharging liquid water in the fuel cell is used as the cell voltage recovery device, the cell voltage can be recovered without deteriorating the efficiency by returning the state in the fuel cell to the original state.

また、発電停止を許可しない間は、燃料電池の発電量を制限することで発電が不安定な状態に陥ることを抑制できる。   Moreover, it is possible to prevent power generation from being unstable by restricting the power generation amount of the fuel cell while the power generation stop is not permitted.

燃料電池の温度に応じて発電量を制限するので必要以上に制限をかけることが無くなる。   Since the amount of power generation is restricted according to the temperature of the fuel cell, there is no more restriction than necessary.

発電停止許可手段が発電停止をしない間であっても、運転停止時は発電を停止させるので無用に運転を継続して燃費を悪化させることはない。   Even when the power generation stop permission means does not stop the power generation, the power generation is stopped when the operation is stopped, so that the operation is not continued unnecessarily and the fuel consumption is not deteriorated.

発電停止許可手段が発電停止を許可しない間であっても、緊急時には発電を停止させるのでより安全に点検、修理作業に取り掛かることができる。   Even when the power generation stop permission means does not permit the power generation stop, the power generation is stopped in an emergency, so that the inspection and repair work can be started more safely.

発電停止許可手段が発電停止を許可している間で、燃料電池の負荷が低負荷である場合には発電を停止させることで燃費が向上する。   When the load on the fuel cell is low while the power generation stop permission unit permits the power generation stop, the fuel consumption is improved by stopping the power generation.

特に電動車両の停止時、減速時の少なくとも一方の時に発電停止許可手段が発電停止を許可していれば発電を停止させるので、動力性能に影響を与えることなく車両の燃費を向上させることができる。   In particular, when the electric vehicle is stopped or decelerated, the power generation is stopped if the power generation stop permission means permits the power generation to be stopped. Therefore, the fuel efficiency of the vehicle can be improved without affecting the power performance. .

［第２実施形態］
次に、本発明に係る燃料電池システムの制御装置の第２実施形態を説明する。図１〜５に関する内容は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
燃料電池発電量制限の処理内容で第１実施形態と異なる図６のＳ４２（燃料電池活性度演算）を中心に説明する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the control device for the fuel cell system according to the present invention will be described. Since the content regarding FIGS. 1-5 is the same as that of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.
The description will focus on S42 (fuel cell activity calculation) in FIG. 6 which is different from the first embodiment in the processing content of the fuel cell power generation amount limitation.

本実施形態のコントローラ２９は、発電停止を許可しない間は、燃料電池の発電量を制限する燃料電池発電量制限手段を兼ね、燃料電池のセル電圧に応じて発電量を制限する。   The controller 29 of this embodiment also serves as a fuel cell power generation amount limiting means for limiting the power generation amount of the fuel cell while not stopping the power generation stop, and limits the power generation amount according to the cell voltage of the fuel cell.

本実施形態のＳ４２では、セル電圧平均値から燃料電池活性度を演算するものであり、Ｓ４２以降の手順は、第１実施形態と同様である。   In S42 of this embodiment, the fuel cell activity is calculated from the cell voltage average value, and the procedure after S42 is the same as that of the first embodiment.

ここで、Ｓ４２の燃料電池活性度状態推定方法として、セル電圧平均値を元に燃料電池活性度状態を算出する方法の一例について説明する。   Here, an example of a method for calculating the fuel cell activity state based on the cell voltage average value will be described as the fuel cell activity state estimation method in S42.

セル電圧の検出については、燃料電池外部に設けた各セルあるいはセル群の電圧値を検出するセル電圧検出装置３１により検出する。   The cell voltage is detected by the cell voltage detection device 31 that detects the voltage value of each cell or cell group provided outside the fuel cell.

また、燃料電池発電量が高負荷まで安定して取り出すことのできる状態における取り出し電流値Ｉ［Ａ］の時のセル電圧平均値の目標平均電圧値を事前の実験などにより推定し、それを目標平均電圧値Ｖave_tar（Ｉ）［Ｖ］とする。次ぎに、ある時のセル電圧平均値をＶave_t1（Ｉ）［Ｖ］とすると（図１３（ａ））、燃料電池スタック内の活性度ＡV は、以下に示す式（７）、式（８）となる（図１３（ｂ））。 Further, the target average voltage value of the cell voltage average value at the extraction current value I [A] in a state where the fuel cell power generation amount can be stably extracted up to a high load is estimated by a prior experiment and the target is obtained. The average voltage value is Vave_tar (I) [V]. Next, assuming that the cell voltage average value at a certain time is Vave_t1 (I) [V] (FIG. 13A), the activity AV in the fuel cell stack is shown. Is the following formulas (7) and (8) (FIG. 13B).

［数６］
Ｖave_tar （Ｉ）＞Ｖave_t1（Ｉ）のとき、
ＡV ＝ｇ｛Ｖave_t1（Ｉ）／Ｖave_tar（Ｉ）｝ …（７）
Ｖave_tar（Ｉ）≦Ｖave_t1（Ｉ）のとき、
ＡV ＝１ …（８）
以上の第２実施形態における燃料電池活性度演算を図１２のフローチャートを参照して説明する。 [Equation 6]
When Vave_tar (I)> Vave_t1 (I)
AV = g {Vave_t1 (I) / Vave_tar (I)} (7)
When Vave_tar (I) ≤ Vave_t1 (I)
AV = 1 (8)
The fuel cell activity calculation in the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

図１２において、まずＳ７０でセル電圧平均値Ｖave_t1（Ｉ）を検出する。次いでＳ７１で燃料電池スタック１からの取り出し電流値Ｉを検出する。Ｓ７２で取り出し電流値Ｉに対応した目標セル電圧平均値Ｖave_tar（Ｉ）を推定する。これは、予め記憶したマップを参照する。次いでＳ７３でＶave_t1（Ｉ）とＶave_tar（Ｉ）とを比較し、大小判定する。Ｖave_t1（Ｉ）≧Ｖave_tar（Ｉ）であれば、Ｓ７４へ移り、活性度ＡV ＝１として終了する。Ｓ７３の判定で、Ｖave_t1（Ｉ）＜Ｖave_tar（Ｉ）であれば、Ｓ７５へ移り、活性度ＡV ＝ｇ｛Ｖave_t1（Ｉ）／Ｖave_tar（Ｉ）｝として終了する。 In FIG. 12, first, the cell voltage average value Vave_t1 (I) is detected in S70. Next, in S71, the current value I taken out from the fuel cell stack 1 is detected. In S72, the target cell voltage average value Vave_tar (I) corresponding to the extracted current value I is estimated. This refers to a previously stored map. Next, in S73, Vave_t1 (I) and Vave_tar (I) are compared to determine the size. If Vave_t1 (I) ≧ Vave_tar (I), the process proceeds to S74 and the activity level AV = 1 and finish. If it is determined in S73 that Vave_t1 (I) <Vave_tar (I), the process proceeds to S75, and the activity level AV = G {Vave_t1 (I) / Vave_tar (I)}

次に、Ｓ４４の燃料電池発電量制限方法について説明する。
高負荷まで安定して電力を取り出すことができる状態での燃料電池の発電量の上限値をＰmax［ｋＷ］とすると、燃料電池発電量制限値Ｐlmt［ｋＷ］は、
［数７］
Ｐlmt ＝ＡV ×Ｐmax …（９）
式（９）として燃料電池の発電量を制限する（図１４）。 Next, the fuel cell power generation amount limiting method in S44 will be described.
When the upper limit value of the power generation amount of the fuel cell in a state where power can be stably taken out to a high load is Pmax [kW], the fuel cell power generation amount limit value Plmt [kW] is
[Equation 7]
Plmt = AV × Pmax ... (9)
Expression (9) limits the power generation amount of the fuel cell (FIG. 14).

Ｖave_tar（Ｉ）≦Ｖave_t1（Ｉ）のときはＡV＝１となるので実質的にＰlmt ＝Ｐmax となり制限がない状態となる。   When Vave_tar (I) ≦ Vave_t1 (I), AV = 1, so that Plmt = Pmax is practically established and there is no limit.

また別の方法として、燃料電池運転開始時のセル電圧平均値Ｖave_ts［Ｖ］における活性度をＡSVとして、Ｖave_tar（Ｉ）＞Ｖave_t1（Ｉ）の場合の燃料電池発電量制限値Ｐlmt ［ｋＷ］を、
［数８］
Ｐlmt ＝ＡSV ×Ｐamx …（１０）
式（１０）として燃料電池の発電量を制限することも可能である（図１５）。 As another method, the activity in the cell voltage average value Vave_ts [V] at the start of fuel cell operation is ASV, and the fuel cell power generation amount limit value Plmt [kW] in the case of Vave_tar (I)> Vave_t1 (I) is obtained. ,
[Equation 8]
Plmt = ASV × Pamx (10)
It is also possible to limit the power generation amount of the fuel cell as shown in equation (10) (FIG. 15).

［第２実施形態の効果］
以上説明した第２実施形態によれば、セル電圧検出手段の出力であるセル電圧値を検出して発電制限量を決めるので、より正確な制限量を設定できる。
また、セル電圧検出自体は他の制御とも共用できるので、コストアップを抑制できる。 [Effects of Second Embodiment]
According to the second embodiment described above, the power generation limit amount is determined by detecting the cell voltage value that is the output of the cell voltage detection means, so that a more accurate limit amount can be set.
In addition, since the cell voltage detection itself can be shared with other controls, an increase in cost can be suppressed.

［第３実施形態］
次に、本発明に係る燃料電池システムの制御装置の第３実施形態を説明する。図１〜５に関する内容は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態において、燃料電池発電量制限の処理内容で第１実施形態と異なる図６のＳ４２を中心に説明する。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the control apparatus for the fuel cell system according to the present invention will be described. Since the content regarding FIGS. 1-5 is the same as that of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.
In the present embodiment, the processing content of the fuel cell power generation amount restriction will be described with a focus on S42 in FIG. 6 which is different from the first embodiment.

本実施形態のコントローラ２９は、発電停止を許可しない間は、燃料電池の発電量を制限する燃料電池発電量制限手段を兼ね、燃料電池の温度と燃料電池のセル電圧に応じて発電量を制限する。   The controller 29 of the present embodiment also serves as a fuel cell power generation amount limiting means for limiting the power generation amount of the fuel cell while not stopping the power generation stop, and limits the power generation amount according to the temperature of the fuel cell and the cell voltage of the fuel cell. To do.

本実施形態のＳ４２では、燃料電池の温度とセル電圧平均値から燃料電池活性度を演算するものであり、Ｓ４２以降の手順は、第１実施形態と同様である。
ここで、Ｓ４２の燃料電池活性度状態推定方法として、燃料電池の温度とセル電圧平均値を元に燃料電池活性度を算出する方法の一例について説明する。 In S42 of this embodiment, the fuel cell activity is calculated from the temperature of the fuel cell and the cell voltage average value, and the procedures after S42 are the same as those in the first embodiment.
Here, an example of a method for calculating the fuel cell activity based on the temperature of the fuel cell and the cell voltage average value will be described as the fuel cell activity state estimation method in S42.

活性度ＡT 、ＡV のそれぞれの算出方法については、第１、第２実施形態と同様である。 Activity AT, AV Each calculation method is the same as in the first and second embodiments.

ある時の燃料電池スタック内の活性度ＡT_V は、燃料電池活性度ＡT 、ＡV 、から、
［数９］
ＡT_V ＝ＡT ×ＡV …（１１）
式（１１）とする。 The activity AT_V in the fuel cell stack at a certain time is obtained from the fuel cell activity AT, AV,
[Equation 9]
AT_V = AT xAV ... (11)
It is set as Formula (11).

以上のセル電圧平均値と燃料電池温度とを用いた燃料電池活性度の演算を図１６のフローチャートを参照して説明する。まずＳ８０で、セル電圧平均値Ｖave_t1（Ｉ）を検出する。次いでＳ８１で燃料電池スタック１からの取り出し電流値Ｉを検出する。Ｓ８２で取り出し電流値Ｉに対応した目標セル電圧平均値Ｖave_tar（Ｉ）を推定する。これは、予め記憶したマップを参照する。   Calculation of fuel cell activity using the above average cell voltage value and fuel cell temperature will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in S80, the cell voltage average value Vave_t1 (I) is detected. Next, in S81, a current value I taken out from the fuel cell stack 1 is detected. In S82, the target cell voltage average value Vave_tar (I) corresponding to the extracted current value I is estimated. This refers to a previously stored map.

次いでＳ８３でＶave_t1（Ｉ）とＶave_tar（Ｉ）とを比較し、大小判定する。Ｖave_t1（Ｉ）≧Ｖave_tar（Ｉ）であれば、Ｓ８４へ移り、活性度ＡV ＝１としてＳ８６へ移る。Ｓ８３の判定で、Ｖave_t1（Ｉ）＜Ｖave_tar（Ｉ）であれば、Ｓ８５へ移り、活性度ＡV ＝ｇ｛Ｖave_t1（Ｉ）／Ｖave_tar（Ｉ）｝としてＳ８６へ移る。 Next, in S83, Vave_t1 (I) and Vave_tar (I) are compared to determine the size. If Vave_t1 (I) ≧ Vave_tar (I), the process proceeds to S84 and the activity level AV = 1 and go to S86. If it is determined in S83 that Vave_t1 (I) <Vave_tar (I), the process proceeds to S85 and the activity level AV = G {Vave_t1 (I) / Vave_tar (I)} and the process proceeds to S86.

Ｓ８６では、温度センサ３３が測定した燃料電池の温度Ｔt1をコントローラ２９へ読み込む。次いでＳ８７で、測定温度Ｔt1が目標温度Ｔtar未満か否かを判定し、測定温度Ｔt1が目標温度Ｔtar以上であれば、Ｓ８８へ移り活性度ＡT＝１としてＳ９０へ移る。Ｓ８７の判定で、測定温度Ｔt1が目標温度Ｔtar未満であれば、Ｓ８９へ移り、活性度ＡT＝ｆ（Ｔt1／Ｔtar）としてＳ９０へ移る。Ｓ９０では、燃料電池スタック内の活性度ＡT_V ＝ＡT ×ＡV として終了する。 In S86, the temperature Tt1 of the fuel cell measured by the temperature sensor 33 is read into the controller 29. Next, in S87, it is determined whether or not the measured temperature Tt1 is lower than the target temperature Ttar. If the measured temperature Tt1 is equal to or higher than the target temperature Ttar, the process proceeds to S88, and the activity AT = 1 and the process proceeds to S90. If it is determined in S87 that the measured temperature Tt1 is lower than the target temperature Ttar, the process proceeds to S89, and the process proceeds to S90 with the activity AT = f (Tt1 / Ttar). In S90, the degree of activity in the fuel cell stack AT_V = AT × AV End as

次に、Ｓ４４の燃料電池発電量制限方法について説明する。
高負荷まで安定して電力を取り出すことができる状態での燃料電池の発電量の上限値をＰmax ［ｋＷ］とすると、燃料電池発電量制限値Ｐlmt［ｋＷ］は、
［数１０］
Ｐlmt ＝ＡT_V ×Ｐmax …（１２）
式（１２）として燃料電池の発電量を制限する。 Next, the fuel cell power generation amount limiting method in S44 will be described.
When the upper limit value of the power generation amount of the fuel cell in a state where power can be stably taken out to a high load is Pmax [kW], the fuel cell power generation amount limit value Plmt [kW] is
[Equation 10]
Plmt = AT_V × Pmax (12)
The amount of power generated by the fuel cell is limited as shown in equation (12).

［第３実施形態の効果］
以上説明した第３実施形態によれば、燃料電池の状態を反映する温度、セル電圧の双方を用いることでより適切な発電量制限値を設定できる。 [Effect of the third embodiment]
According to the third embodiment described above, a more appropriate power generation amount limit value can be set by using both the temperature reflecting the state of the fuel cell and the cell voltage.

［第４実施形態］
次に、本発明に係る燃料電池システムの制御装置の第４実施形態を説明する。図１に関する内容は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。 [Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the control apparatus for the fuel cell system according to the present invention will be described. Since the contents related to FIG. 1 are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted.

本実施形態のコントローラ２９は、安定発電状態検出手段として、燃料電池の起動からの経過時間を測定する手段の役割を兼ねる。
なお、本実施形態では燃料電池の起動からの経過時間が所定時間以上となったことを安定発電状態であるとして扱う。 The controller 29 of the present embodiment also serves as a means for measuring the elapsed time from the start of the fuel cell as a stable power generation state detection means.
In the present embodiment, the fact that the elapsed time from the start of the fuel cell has reached a predetermined time or more is treated as a stable power generation state.

図１７は、本実施形態における燃料電池の発電停止許可の処理内容を示すフローチャートである。本処理内容は、燃料電池運転開始時より所定時間毎（例えば１０［ｍｓ］毎）に実行される。なお、経過時間の所定値としては５分程度の値を設定する。   FIG. 17 is a flowchart showing the processing contents of the power generation stop permission of the fuel cell in the present embodiment. This processing content is executed every predetermined time (for example, every 10 [ms]) from the start of fuel cell operation. Note that a value of about 5 minutes is set as the predetermined value of the elapsed time.

図１７において、Ｓ９２で燃料電池の起動時からの経過時間を計測する。次いで、Ｓ９３で計測時間が所定値に到達したか否かを判定する。所定値に到達していればＳ９４へ移り燃料電池の発電停止を許可して終了する。Ｓ９３で所定時間に到達していなければ、Ｓ９５へ移り、燃料電池の発電停止を許可せずに終了する。   In FIG. 17, the elapsed time from the start of the fuel cell is measured in S92. Next, in S93, it is determined whether or not the measurement time has reached a predetermined value. If it has reached the predetermined value, the process proceeds to S94, and the power generation stop of the fuel cell is permitted and the process ends. If the predetermined time has not been reached in S93, the process moves to S95, and ends without permitting the power generation stop of the fuel cell.

［第４実施形態の効果］
以上説明した第４実施形態によれば、特に燃料電池システム内の状態を計測するセンサを設けることなく、コントローラが通常備える計時機能のみで燃料電池の安定発電状態を判定できるので、簡略な制御構成とすることができる。 [Effect of Fourth Embodiment]
According to the fourth embodiment described above, the stable power generation state of the fuel cell can be determined only by the timekeeping function that the controller normally has without providing a sensor that measures the state in the fuel cell system. It can be.

燃料電池システムの安定状態は個々のシステムによりさまざまなパラメータ（温度、出力電圧など）に依存するが、いずれに起因する場合であっても起動からの運転継続時間とともに安定方向に向かうので、本実施形態の方法ではいかなるシステムにも対処できる。   The stable state of the fuel cell system depends on various parameters (temperature, output voltage, etc.) depending on the individual system. The method of the form can deal with any system.

［第５実施形態］
次に、本発明に係る燃料電池システムの制御装置の第５実施形態を説明する。図１に関する内容は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。 [Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the control apparatus for the fuel cell system according to the present invention will be described. Since the contents related to FIG. 1 are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted.

本実施形態のコントローラ２９は、安定発電状態判定手段の役割を兼ね、本実施形態では温度センサ３３が検出した燃料電池の温度が所定温度以上となったことを安定発電状態であるとして扱う。   The controller 29 of this embodiment also serves as a stable power generation state determination unit. In this embodiment, the controller 29 treats that the temperature of the fuel cell detected by the temperature sensor 33 is equal to or higher than a predetermined temperature as a stable power generation state.

図１８は、本実施形態における燃料電池の発電停止許可の処理内容を示すフローチャートである。本処理内容は、燃料電池運転開始時より所定時間毎（例えば１０［ｍｓ］毎）に実行される。なお、Ｔtar は第１実施形態の活性度算出の場合と同様の算出方法を用いることができる。 FIG. 18 is a flowchart showing the processing contents of the power generation stop permission of the fuel cell in the present embodiment. This processing content is executed every predetermined time (for example, every 10 [ms]) from the start of fuel cell operation. Ttar The same calculation method as in the case of calculating the activity of the first embodiment can be used.

図１８において、まずＳ９６で温度センサ３３の温度計測値Ｔt1をコントローラ２９へ読み込む。次いで、Ｓ９７で目標温度Ｔtarの一定割合である所定温度値Ｔtar×ｋ（例えば、ｋ＝０．８）と温度計測値Ｔt1とを比較する。Ｓ９７の比較で、Ｔtar×ｋ＜Ｔt1であれば、Ｓ９８へ移り、燃料電池の発電停止を許可して終了する。Ｓ９７の比較で、Ｔtar×ｋ＜Ｔt1でなければ、Ｓ９９へ移り、燃料電池の発電停止を不許可として終了する。   In FIG. 18, first, the temperature measurement value Tt1 of the temperature sensor 33 is read into the controller 29 in S96. Next, in S97, a predetermined temperature value Ttar × k (for example, k = 0.8), which is a constant ratio of the target temperature Ttar, is compared with the temperature measurement value Tt1. If Ttar × k <Tt1 in the comparison of S97, the process proceeds to S98, and the power generation stop of the fuel cell is permitted and the process is terminated. If Ttar × k <Tt1 in the comparison of S97, the process proceeds to S99, and the power generation stop of the fuel cell is terminated and is terminated.

［第５実施形態の効果］
以上説明した第５実施形態によれば、燃料電池システム内の状態として温度を計測することで、より正確に安定発電状態を判定できる。特に燃料電池システムの安定状態が温度に起因するシステムに好適である。
また温度計測自体はシステム内の他の制御と共用できるのでコストアップを抑制できる。 [Effect of Fifth Embodiment]
According to the fifth embodiment described above, the stable power generation state can be determined more accurately by measuring the temperature as the state in the fuel cell system. It is particularly suitable for a system in which the stable state of the fuel cell system is caused by temperature.
Further, the temperature measurement itself can be shared with other controls in the system, so that the cost increase can be suppressed.

［第６実施形態］
次に、本発明に係る燃料電池システムの制御装置の第６実施形態を説明する。図１に関する内容は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。 [Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the control apparatus for the fuel cell system according to the present invention will be described. Since the contents related to FIG. 1 are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted.

本実施形態のコントローラ２９は、安定発電状態判定手段の役割を兼ね、本実施形態では燃料電池のセル電圧が所定電圧以上となったことを安定発電状態であるとして扱う。   The controller 29 of this embodiment also serves as a stable power generation state determination unit, and in this embodiment, treats that the cell voltage of the fuel cell is equal to or higher than a predetermined voltage as a stable power generation state.

図１９は、本実施形態における燃料電池の発電停止許可の処理内容を示すフローチャートである。本処理内容は、燃料電池運転開始時より所定時間毎（例えば１０［ｍｓ］毎）に実行される。なお、Ｖave_t1、Ｉ、Ｖave_tar などは第２実施形態の活性度算出と同様の算出方法を用いることができる。 FIG. 19 is a flowchart showing the processing content of the power generation stop permission of the fuel cell in the present embodiment. This processing content is executed every predetermined time (for example, every 10 [ms]) from the start of fuel cell operation. Vave_t1, I, Vave_tar For example, the same calculation method as the activity calculation of the second embodiment can be used.

図１９において、まずＳ１０１で、セル電圧平均値Ｖave_t1（Ｉ）を検出する。次いでＳ１０２で燃料電池スタック１からの取り出し電流値Ｉを検出する。Ｓ１０３で取り出し電流値Ｉに対応した目標セル電圧平均値Ｖave_tar（Ｉ）を推定する。これは、予め記憶したマップを参照する。次いでＳ１０４で、目標セル電圧平均値Ｖave_tar（Ｉ）の一定割合であるＶave_tar（Ｉ）×ｋ（例えば、ｋ＝０．８）とＶave_t1（Ｉ）とを比較し、大小判定する。   In FIG. 19, first, in S101, the cell voltage average value Vave_t1 (I) is detected. Next, in S102, a current value I taken out from the fuel cell stack 1 is detected. In S103, the target cell voltage average value Vave_tar (I) corresponding to the extracted current value I is estimated. This refers to a previously stored map. Next, in S104, Vave_tar (I) × k (for example, k = 0.8), which is a constant ratio of the target cell voltage average value Vave_tar (I), is compared with Vave_t1 (I), and the magnitude is determined.

Ｓ１０４の判定で、Ｖave_tar（Ｉ）×ｋ＜Ｖave_t1（Ｉ）であれば、Ｓ１０５へ移り、燃料電池の発電停止を許可して終了する。Ｓ１０４の判定で、Ｖave_tar（Ｉ）×ｋ＜Ｖave_t1（Ｉ）でなければ、Ｓ１０６へ移り、燃料電池の発電停止を不許可として終了する。   If it is determined in S104 that Vave_tar (I) × k <Vave_t1 (I), the process proceeds to S105, the power generation stop of the fuel cell is permitted, and the process ends. If it is determined in S104 that Vave_tar (I) × k <Vave_t1 (I) is not satisfied, the process proceeds to S106, and the power generation stop of the fuel cell is disapproved and is terminated.

［第６実施形態の効果］
以上説明した第６実施形態によれば、燃料電池システム内の状態としてセル電圧を計測することで、より正確に安定発電状態を判定できる。 [Effects of Sixth Embodiment]
According to the sixth embodiment described above, the stable power generation state can be determined more accurately by measuring the cell voltage as the state in the fuel cell system.

特に燃料電池システムの安定発電状態がセル電圧に起因するシステムに好適である。   It is particularly suitable for a system in which the stable power generation state of the fuel cell system is caused by the cell voltage.

またセル電圧計測自体はシステム内の他の制御と共用できるのでコストアップを抑制できる。   Further, since the cell voltage measurement itself can be shared with other controls in the system, the cost increase can be suppressed.

本発明に係る燃料電池システムの制御装置の第１実施形態の構成を説明するシステム構成図である。1 is a system configuration diagram illustrating a configuration of a first embodiment of a control device for a fuel cell system according to the present invention. FIG. 第１実施形態における燃料電池システムの制御方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the control method of the fuel cell system in 1st Embodiment. 第１実施形態における燃料電池セル電圧の比較判定処理の詳細を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the detail of the comparison determination process of the fuel cell voltage in 1st Embodiment. （ａ）パージ弁閉状態継続時間と（ｂ）パージ弁の開閉状態との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between (a) purge valve closed state continuation time and (b) the open / close state of a purge valve. （ａ）セル番号ｋのセル電圧低下によりセル電圧回復動作が必要な状態を説明するセル電圧分布図、（ｂ）セル電圧回復動作が不要な状態を説明するセル電圧分布図である。(A) Cell voltage distribution diagram illustrating a state in which a cell voltage recovery operation is required due to a cell voltage drop of cell number k, and (b) Cell voltage distribution diagram illustrating a state in which a cell voltage recovery operation is unnecessary. 第１実施形態における発電量制限処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the electric power generation amount restriction | limiting process in 1st Embodiment. 第１実施形態における燃料電池活性度演算処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the fuel cell activity calculation process in 1st Embodiment. スタック内温度に対するスタック内活性度を説明するグラフである。It is a graph explaining the activity in a stack with respect to the temperature in a stack. （ａ）スタック内温度、（ｂ）スタック内活性度、（ｃ）スタック発電量制限値、（ｄ）スタック発電量制限値を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining (a) in-stack temperature, (b) activity in a stack, (c) stack power generation amount limit value, (d) stack power generation amount limit value. （ａ）本発明による燃料電池暖機時間と、（ｂ）比較例の暖機時間を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining the warming-up time of the fuel cell by (a) this invention, and the (b) comparative example. 発電停止の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of a power generation stop. 第２実施形態における燃料電池活性度演算処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the fuel cell activity calculation process in 2nd Embodiment. （ａ）燃料電池の状態と取り出し可能な電流値に対するセル電圧平均値を説明するグラフである。（ｂ）セル電圧平均値に対するスタック内活性度を説明する図である。(A) It is a graph explaining the cell voltage average value with respect to the state of a fuel cell, and the electric current value which can be taken out. (B) It is a figure explaining the activity in a stack with respect to a cell voltage average value. （ａ）セル電圧平均値、（ｂ）スタック活性度、（ｃ）スタック発電量制限値をそれぞれ示すタイムチャートである。It is a time chart which respectively shows (a) cell voltage average value, (b) stack activity, and (c) stack power generation amount limit value. （ａ）セル電圧平均値、（ｂ）スタック発電量制限値をそれぞれ示すタイムチャートである。It is a time chart which shows (a) cell voltage average value and (b) stack power generation amount limit value, respectively. 第３実施形態における燃料電池活性度演算処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the fuel cell activity calculation process in 3rd Embodiment. 第４実施形態における燃料電池発電停止の許可／不許可を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining permission / non-permission of fuel cell power generation stop in the fourth embodiment. 第５実施形態における燃料電池発電停止の許可／不許可を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining permission / non-permission of fuel cell power generation stop in the fifth embodiment. 第６実施形態における燃料電池発電停止の許可／不許可を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining permission / non-permission of fuel cell power generation stop in the sixth embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１…燃料電池スタック
３…加湿器
５…純水ポンプ
７…コンプレッサ
９…高圧水素タンク
１１…可変バルブ
１３…イジェクタ
１５…スロットル
１７…パージ弁（セル電圧回復装置）
１９…駆動ユニット
２１…空気流量センサ
２３…空気圧力センサ
２５…水素流量センサ
２７…水素圧力センサ
２９…コントローラ
３１…セル電圧検出装置
３３…温度センサ
３５…キーＳＷ
４１…安定発電状態判定手段
４２…発電停止許可手段
４３…発電量制限手段
４４…セル電圧比較手段
４５…セル電圧回復装置操作手段
４６…セル電圧回復装置停止時間計測手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell stack 3 ... Humidifier 5 ... Pure water pump 7 ... Compressor 9 ... High pressure hydrogen tank 11 ... Variable valve 13 ... Ejector 15 ... Throttle 17 ... Purge valve (cell voltage recovery device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 ... Drive unit 21 ... Air flow sensor 23 ... Air pressure sensor 25 ... Hydrogen flow sensor 27 ... Hydrogen pressure sensor 29 ... Controller 31 ... Cell voltage detector 33 ... Temperature sensor 35 ... Key SW
41 ... Stable power generation state determination means 42 ... Power generation stop permission means 43 ... Power generation limit means 44 ... Cell voltage comparison means 45 ... Cell voltage recovery device operation means 46 ... Cell voltage recovery device stop time measurement means

Claims (4)

燃料電池本体として複数のセルを積層した燃料電池スタックを有する燃料電池システムの制御装置において、
前記燃料電池スタックの状態として該燃料電池スタックの温度を検出する温度測定手段と、
該温度測定手段が測定した燃料電池スタックの温度が所定温度以上であるか否かを判定する安定発電状態判定手段と、
該安定発電状態判定手段が所定温度以上と判定すれば、燃料電池システムの発電停止を許可する一方、該安定発電状態判定手段が所定温度以上と判定しなければ、燃料電池システムの発電停止を許可しない発電停止許可手段と、を備えたことを特徴とする燃料電池システムの制御装置。 In a control device of a fuel cell system having a fuel cell stack in which a plurality of cells are stacked as a fuel cell main body ,
A temperature measuring means for detecting the temperature of the fuel cell stack as the state of the fuel cell stack,
Stable power generation state determination means for determining whether or not the temperature of the fuel cell stack measured by the temperature measurement means is equal to or higher than a predetermined temperature ;
When it is determined the stable power generation state determination unit equal to or higher than the predetermined temperature allowed, while allowing the power generation stop of the fuel cell system, unless the stable power generation state determination means determines that the predetermined temperature or higher, the power generation stop of the fuel cell system And a power generation stop permission means. 燃料電池本体として複数のセルを積層した燃料電池スタックを有する燃料電池システムの制御装置において、In a control device of a fuel cell system having a fuel cell stack in which a plurality of cells are stacked as a fuel cell main body,
前記燃料電池スタックの状態として前記複数のセルから同時に取得されたセル電圧の平均値である平均セル電圧を検出するセル電圧検出手段と、Cell voltage detection means for detecting an average cell voltage that is an average value of cell voltages simultaneously acquired from the plurality of cells as the state of the fuel cell stack;
該セル電圧検出手段が検出した平均セル電圧が燃料電池スタックからの取り出し電流に応じた所定電圧以上であるか否かを判定する安定発電状態判定手段と、Stable power generation state determination means for determining whether or not the average cell voltage detected by the cell voltage detection means is equal to or higher than a predetermined voltage corresponding to a current taken out from the fuel cell stack;
該安定発電状態判定手段が所定電圧以上と判定すれば、燃料電池システムの発電停止を許可する一方、該安定発電状態判定手段が所定電圧以上と判定しなければ、燃料電池システムの発電停止を許可しない発電停止許可手段と、を備えたことを特徴とする燃料電池システムの制御装置。  If the stable power generation state determination means determines that the voltage is equal to or higher than the predetermined voltage, the fuel cell system is permitted to stop power generation. If the stable power generation state determination means is not determined to be equal to or higher than the predetermined voltage, the fuel cell system is permitted to stop power generation. And a power generation stop permission means. 燃料電池本体として複数のセルを積層した燃料電池スタックを有する燃料電池システムの制御装置において、In a control device of a fuel cell system having a fuel cell stack in which a plurality of cells are stacked as a fuel cell main body,
前記燃料電池スタックの起動からの経過時間を測定する計時手段と、Time measuring means for measuring an elapsed time from the start of the fuel cell stack;
該計時手段が測定した起動からの経過時間が所定時間以上経過したか否かを判定する安定発電状態判定手段と、  A stable power generation state determining means for determining whether or not an elapsed time from the start measured by the time measuring means has exceeded a predetermined time;
該安定発電状態判定手段が所定時間以上経過と判定すれば、燃料電池システムの発電停止を許可する一方、該安定発電状態判定手段が所定時間以上経過と判定しなければ、燃料電池システムの発電停止を許可しない発電停止許可手段と、を備えたことを特徴とする燃料電池システムの制御装置。If the stable power generation state determination means determines that the predetermined time or more has elapsed, the fuel cell system is permitted to stop power generation. On the other hand, if the stable power generation state determination means does not determine that the predetermined time or longer has elapsed, the fuel cell system stops generating power. A fuel cell system control device comprising: a power generation stop permission means that does not permit the power generation stop. 前記発電停止許可手段が発電停止を許可しない間であっても、前記燃料電池スタックを電源とする電動車両のキーＳＷがオフとなった場合、あるいはフェール発生時には発電を停止させることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の燃料電池システムの制御装置。 Even when the power generation stop permission means does not permit the power generation stop, the power generation is stopped when the key SW of the electric vehicle powered by the fuel cell stack is turned off or when a failure occurs. The control apparatus for a fuel cell system according to any one of claims 1 to 3 .
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