JP5561111B2 - 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
- JP5561111B2 JP5561111B2 JP2010251519A JP2010251519A JP5561111B2 JP 5561111 B2 JP5561111 B2 JP 5561111B2 JP 2010251519 A JP2010251519 A JP 2010251519A JP 2010251519 A JP2010251519 A JP 2010251519A JP 5561111 B2 JP5561111 B2 JP 5561111B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- measurement
- index value
- value
- 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.)
- Active
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)
Description
電解質層と前記電解質層上に形成された電極触媒とを有する燃料電池を備える燃料電池システムであって、
前記電極触媒の形態変化の程度を反映する形態変化指標値を計測する指標値計測部と、
前記計測された形態変化指標値の変化が所定の条件を満たしたときに、前記指標値計測部による計測を停止する計測停止部と、
前記計測の停止後、当該燃料電池システムに含まれる部品に変更があった場合に、前記指標値計測部による計測を再開する計測再開部と
を備え、
前記所定の条件は、
前記計測された形態変化指標値が一定値に収束したこと、もしくは一定値に収束する時点が予測されたことである、燃料電池システム。
その他、本発明は、以下の形態又は適用例として実現することも可能である。
前記電極触媒の形態変化の程度を反映する形態変化指標値を計測する指標値計測部と、
前記計測された形態変化指標値の変化が所定の条件を満たしたときに、前記指標値計測部による計測を停止する計測停止部と、
前記計測の停止後、当該燃料電池システムに含まれる部品に変更があった場合に、前記指標値計測部による計測を再開する計測再開部と
を備える燃料電池システム。
前記電極触媒の形態変化の程度を反映する形態変化指標値を計測し、
前記計測された形態変化指標値の変化が所定の条件を満たしたときに、前記形態変化指標値の計測を停止し、
前記計測の停止後、当該燃料電池システムに含まれる部品に変更があった場合に、前記形態変化指標値の計測を再開する、燃料電池システムの制御方法。
図1は、本発明の第1実施例としての燃料電池システム1の構成を示す説明図である。この実施例は、本発明を燃料電池車両の車載発電システムに適用した例である。図1に示すように、反応ガス(酸化ガスおよび燃料ガス)の供給を受けて発電を行い、発電に伴う電力を発生する燃料電池2、酸化ガスとしての空気を燃料電池2に供給する酸化ガス配管系3、燃料ガスとしての水素ガスを燃料電池2に供給する燃料ガス配管系4、システムの電力を充放電する電力系5、システム全体を統括制御する制御装置6などを備えている。
本発明の第2実施例について説明する。第2実施例の燃料電池システムは、第1実施例の燃料電池システム1と比較して、制御装置6で実行される形態変化監視ルーチンの内容が相違するだけであり、その他の構成は同一である。第1実施例の形態変化監視ルーチン(図4)では、ステップS230で、電荷量Qが一定値に収束したか否かを判定していたが、これに換えて、この第2実施例では、電荷量Qが一定値に収束する時点を収束する前から予測し、予測可能となったか否かを判定する構成とした。上記予測は、例えば、電荷量Qの低下速度の変化から、その低下速度が値0となる時点を予測するものとする。
なお、この発明は前記の第1および第2実施例やその変形例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。
前記第1および第2実施例では、電極触媒の形態変化の程度を反映する形態変化指標値として触媒吸着物の電荷を採用していたが、これに換えて、低負荷域のセル電圧を形態変化指標値として採用する構成としてもよい。燃料電池にかかる負荷が小さい場合に、燃料電池のセル電圧は、カソード触媒の有効面積に対応する。このため、低負荷域のセル電圧を形態変化指標値とすることができる。したがって、変形例でも第1実施例と同一の効果を奏することができる。
前記第1および第2実施例では、前記実施形態においては、サイクリックボルタンメトリ(CV)の測定を行うに際して、燃料電池2の出力電圧(総電圧)を低下させ、総電圧を一定の範囲に亘って可変に制御し、総電圧の変化に伴う電流を検出する方法について述べたが、電圧センサ2bの代わりに、燃料電池2を構成するセル群に対応して、各セルの電圧をそれぞれ検出する電圧セルモニタを設け、各セルの電圧を監視しながら、各セルの電圧の変化に伴う燃料電池の出力電流を上記電流センサ2a等で検出する構成を採用することもできる。
前記第1および第2実施例では、カソード触媒の形態変化の計測を行っていたが、これに換えて、アノード触媒の形態変化の計測を行うようにしてもよいし、カソード触媒、アノード触媒の双方の形態変化の計測を行う構成としてもよい。
前記第1実施例では、指標値計測ルーチンで計測された形態変化指標値としての電荷量Qが一定値に収束したときに、電荷量Qの計測を停止し、前記第2実施例では、前記電荷量Qが一定値に収束する時点が予測されたときに、電荷量Qの計測を停止する構成としたが、これらに換えて、電荷量Qの計測の停止を、他の条件を満たしたときとすることもできる。例えば、指標値計測ルーチンで計測された形態変化指標値としての電荷量Qが一定値に収束する時点が予測されたときから所定時間経過後に、電荷量Qの計測を停止する構成としてもよい。要は、前記電荷量Qが一定値に収束するときと関わりのある時点を定める所定の条件であればどのような条件とすることもできる。さらに、計測を停止する要求となり得るものであれば、どのような条件とすることもできる。
前記第1実施例では、指標値計測ルーチンで計測された形態変化指標値としての電荷量Qの計測を停止した直後に、作業員にメッセージを表示して部品の変更を行う構成としていたが、これに換えて、電荷Qの計測を停止後であれば、いずれのタイミングで部品の変更を行うものであってもよい。例えば、電荷量Qの計測を停止した後において定期点検の際に部品の変更を行う構成としてもよく、この部品の変更を受けて、指標値計測ルーチンによる計測を再開する。
この構成によっても、第1実施例と同様に、形態変化指標値としての電荷量Qの計測の期間を短縮することができ、計測に必要となるエネルギーの消費を削減することができる。
また、前記各実施例および変形例とは異なる種類の燃料電池に本発明を適用することとしてもよい。例えば、ダイレクトメタノール型燃料電池に適用することができる。あるいは、固体高分子以外の電解質層を有する燃料電池であってもよく、本発明を適用することで同様の効果が得られる。
2…燃料電池
2a…電流センサ
2b…電圧センサ
3…酸化ガス配管系
3a…回転数検知センサ
4…燃料ガス配管系
5…電力系
5a…SOCセンサ
5b…回転数検知センサ
6…制御装置
7L…車輪
8…操作部
9…アクセルペダルセンサ
11…外部端子
31…エアコンプレッサ
32…酸化ガス供給路
33…加湿モジュール
34…カソードオフガス流路
35…希釈器
41…燃料ガス供給源
42…燃料ガス供給路
43…燃料ガス循環路
44…アノードオフガス流路
45…水素循環ポンプ
46…逆止弁
51…高圧DC/DCコンバータ
52…バッテリ
53…トラクションインバータ
54…補機インバータ
55…表示器
F…指標値計測禁止フラグ
A1…エア調圧弁
H1…タンクバルブ
H2…水素供給バルブ
H3…FC入口バルブ
H4…FC出口バルブ
H5…パージバルブ
M1…モータ
M2…モータ
M3…トラクションモータ
M4…補機モータ
I1…酸化電流
I2…酸化電流
I3…還元電流
I4…還元電流
Q…電荷量
Claims (5)
- 電解質層と前記電解質層上に形成された電極触媒とを有する燃料電池を備える燃料電池システムであって、
前記電極触媒の形態変化の程度を反映する形態変化指標値を計測する指標値計測部と、
前記計測された形態変化指標値の変化が所定の条件を満たしたときに、前記指標値計測部による計測を停止する計測停止部と、
前記計測の停止後、当該燃料電池システムに含まれる部品に変更があった場合に、前記指標値計測部による計測を再開する計測再開部と
を備え、
前記所定の条件は、
前記計測された形態変化指標値が一定値に収束したこと、もしくは一定値に収束する時点が予測されたことである、燃料電池システム。 - 請求項1に記載の燃料電池システムであって、
前記計測再開部による前記計測の再開後、所定の期間、前記指標値計測部により計測された前記形態変化指標値が前記一定値に近い値であるか否かを判定する再開後判定部と、
前記再開後判定部により、前記形態変化指標値が前記一定値に近い値であると判定されたときに、前記指標値計測部による計測を停止する計測再停止部と
を備え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であって、
前記再開後判定部により、前記形態変化指標値が前記一定値に近い値でないと判定されたときに、前記指標値計測部による計測を継続し、前記計測停止部による前記所定の条件を満たすかの判定を行う計測継続部
を備える燃料電池システム。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の燃料電池システムであって、
前記指標値計測部は、
前記燃料電池に供給する反応ガスの供給量を一定にした状態で、前記燃料電池の出力電圧を変化させることに伴って検出される前記燃料電池の出力電流のサイクリックボルタンメトリ特性に基づいて前記形態変化指標値を計測する構成である、燃料電池システム。 - 電解質層と前記電解質層上に形成された電極触媒とを有する燃料電池を備える燃料電池システムの制御方法であって、
前記電極触媒の形態変化の程度を反映する形態変化指標値を計測する工程と、
前記計測された形態変化指標値の変化が所定の条件を満たしたときに、前記形態変化指標値の計測を停止する工程と、
前記計測の停止後、当該燃料電池システムに含まれる部品に変更があった場合に、前記形態変化指標値の計測を再開する工程と
を備え、
前記所定の条件は、
前記計測された形態変化指標値が一定値に収束したこと、もしくは一定値に収束する時点が予測されたことである、燃料電池システムの制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010251519A JP5561111B2 (ja) | 2010-11-10 | 2010-11-10 | 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 |
---|---|---|---|
JP2010251519A JP5561111B2 (ja) | 2010-11-10 | 2010-11-10 | 燃料電池システムおよびその制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012104355A JP2012104355A (ja) | 2012-05-31 |
JP5561111B2 true JP5561111B2 (ja) | 2014-07-30 |
Family
ID=46394512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010251519A Active JP5561111B2 (ja) | 2010-11-10 | 2010-11-10 | 燃料電池システムおよびその制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5561111B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101534920B1 (ko) | 2013-09-05 | 2015-07-07 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 시동 장치 및 방법 |
JP6454156B2 (ja) * | 2015-01-14 | 2019-01-16 | 本田技研工業株式会社 | 電極触媒評価方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005243562A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池の安定判別装置、燃料電池の安定判別方法、燃料電池システムおよび燃料電池評価装置 |
JP2006139935A (ja) * | 2004-11-10 | 2006-06-01 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システムの制御装置 |
JP4905182B2 (ja) * | 2007-03-01 | 2012-03-28 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JP2010153248A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
-
2010
- 2010-11-10 JP JP2010251519A patent/JP5561111B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012104355A (ja) | 2012-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4905182B2 (ja) | 燃料電池システム | |
US7939213B2 (en) | Fuel cell system and electric vehicle including the fuel cell system | |
US8084151B2 (en) | Fuel cell system and method therefor | |
US8895200B2 (en) | Fuel cell system | |
JP5395116B2 (ja) | 燃料電池システムおよびその制御方法 | |
JP4577625B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2006333602A (ja) | 燃料電池自動車及びその制御方法 | |
JP6597580B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP4814930B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5350601B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2006278276A (ja) | 燃料電池システム、その制御方法及びそれを搭載した車両 | |
JP5190749B2 (ja) | 燃料電池システム | |
US8465878B2 (en) | Fuel cell system, control method therefor, and movable object | |
JP5561111B2 (ja) | 燃料電池システムおよびその制御方法 | |
JP2003272679A (ja) | 電源システムおよびその制御方法 | |
JP4739938B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP4831437B2 (ja) | 燃料電池システム及びその制御方法 | |
JP6167864B2 (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池車両、燃料電池システムの制御方法 | |
JP2009140747A (ja) | 燃料電池システム、および、燃料電池システムの制御方法 | |
JP2005129243A (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池の運転方法 | |
JP5672639B2 (ja) | 燃料電池システム及びその運転方法 | |
JP2008262873A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2012129069A (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法 | |
JP2017130253A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2009140748A (ja) | 燃料電池システム、および、燃料電池システムの制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130416 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140220 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140225 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140417 |
|
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: 20140513 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140526 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5561111 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |