JP5765064B2 - 燃料電池の湿潤状態制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明による燃料電池の湿潤状態制御装置を適用するシステムの一例を示す図である。
図6は、本発明による湿潤状態制御装置の第2実施形態におけるコントローラの制御にかかる機能をブロック図として表したものである。
図7は、本発明による湿潤状態制御装置の第3実施形態におけるコントローラの制御にかかる機能をブロック図として表したものである。
図8は、本発明による湿潤状態制御装置の第4実施形態におけるコントローラの制御にかかる機能をブロック図として表したものである。
20 カソードライン
21 コンプレッサー
22 カソード調圧弁
201 カソード流量センサー
202 カソード圧力センサー
30 アノードライン
40 冷却水循環ライン
400 バイパスライン
41 ラジエーター
42 三方弁
43 ウォーターポンプ
401 水温センサー
100 湿潤状態減少部
B101 目標圧力演算ブロック(優先制御部)
B102 目標温度演算ブロック(水温制御部)
B103 目標流量演算ブロック(補完制御部)
200 湿潤状態増大部
B201 目標圧力演算ブロック(補完制御部)
B202 目標温度演算ブロック(水温制御部)
B203 目標流量演算ブロック(優先制御部)
Claims (11)
- 燃料電池の湿潤状態を調整するときに、カソードガスの圧力及び流量のいずれか一方を優先して制御する優先制御部と、
前記優先制御部による制御では燃料電池の湿潤状態を調整しきれないときに、冷却水の温度を制御する水温制御部と、
前記水温制御部の応答遅れを補完するように、カソードガスの圧力及び流量のいずれか他方を制御する補完制御部と、
を有する燃料電池の湿潤状態制御装置。 - 請求項1に記載の燃料電池の湿潤状態制御装置において、
燃料電池の湿潤状態を低めて乾燥させる場合には、
前記優先制御部は、カソードガスの圧力を優先して下げ、
前記水温制御部は、前記優先制御部による制御では燃料電池の湿潤状態を調整しきれないときに、冷却水の温度を上げ、
前記補完制御部は、前記水温制御部の応答遅れを補完するように、カソードガスの流量を制御する、
燃料電池の湿潤状態制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の燃料電池の湿潤状態制御装置において、
燃料電池の湿潤状態を低めて乾燥させる場合には、
前記優先制御部は、燃料電池が現在よりも高湿潤状態にするときに供給するカソードガスの流量及び冷却水の温度に基づいてカソードガスの圧力を下げ、
前記水温制御部は、カソードガスの実圧力及び前記現在よりも高湿潤状態にするときに供給するカソードガスの流量に基づいて冷却水の温度を上げ、
前記補完制御部は、カソードガスの圧力及び冷却水の実温度に基づいてカソードガスの流量を制御する、
燃料電池の湿潤状態制御装置。 - 請求項3に記載の燃料電池の湿潤状態制御装置において、
現在よりも高湿潤状態にするときに供給するカソードガスの流量とは、燃料電池の性能を確保できる範囲で最も低い流量であり、
現在よりも高湿潤状態にするときに供給する冷却水の温度とは、燃料電池の性能を確保できる範囲で最も低い温度である、
燃料電池の湿潤状態制御装置。 - 請求項3又は請求項4に記載の燃料電池の湿潤状態制御装置において、
前記水温制御部が作動しない場合であって燃料電池の湿潤状態を低めて乾燥させるときには、前記優先制御部は、前記現在よりも高湿潤状態にするときに供給する冷却水の温度に代えて、冷却水の実温度を用いる、
燃料電池の湿潤状態制御装置。 - 請求項3から請求項5までのいずれか1項に記載の燃料電池の湿潤状態制御装置において、
前記補完制御部が作動しない場合であって燃料電池の湿潤状態を低めて乾燥させるときには、前記優先制御部及び前記水温制御部は、前記現在よりも高湿潤状態にするときに供給するカソードガスの流量に代えて、カソードガスの実流量を用いる、
燃料電池の湿潤状態制御装置。 - 請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の燃料電池の湿潤状態制御装置において、
燃料電池の湿潤状態を高めて湿潤させる場合には、
前記優先制御部は、カソードガスの流量を優先して下げ、
前記水温制御部は、前記優先制御部による制御では燃料電池の湿潤状態を調整しきれないときに、冷却水の温度を下げ、
前記補完制御部は、前記水温制御部の応答遅れを補完するように、カソードガスの圧力を制御する、
燃料電池の湿潤状態制御装置。 - 請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の燃料電池の湿潤状態制御装置において、
燃料電池の湿潤状態を高めて湿潤させる場合には、
前記優先制御部は、燃料電池が現在よりも低湿潤状態にするときに供給するカソードガス圧力及び冷却水の温度に基づいてカソードガスの流量を下げ、
前記水温制御部は、カソードガスの実流量及び燃料電池が現在よりも低湿潤状態にするときに供給するカソードガスの圧力に基づいて冷却水の温度を下げ、
前記補完制御部は、カソードガスの流量及び冷却水の実温度に基づいてカソードガスの圧力を制御する、
燃料電池の湿潤状態制御装置。 - 請求項8に記載の燃料電池の湿潤状態制御装置において、
現在よりも低湿潤状態にするときに供給するカソードガスの圧力とは、燃料電池の性能を確保できる範囲で最も低い圧力であり、
現在よりも低湿潤状態にするときに供給する冷却水の温度とは、燃料電池の性能を確保できる範囲で最も高い温度である、
燃料電池の湿潤状態制御装置。 - 請求項8又は請求項9に記載の燃料電池の湿潤状態制御装置において、
前記水温制御部が作動しない場合であって燃料電池の湿潤状態を高めて湿潤させるときには、前記優先制御部は、前記現在よりも低湿潤状態にするときに供給する冷却水の温度に代えて、冷却水の実温度を用いる、
燃料電池の湿潤状態制御装置。 - 請求項8から請求項10までのいずれか1項に記載の燃料電池の湿潤状態制御装置において、
前記補完制御部が作動しない場合であって燃料電池の湿潤状態を高めて湿潤させるときには、前記優先制御部及び前記水温制御部は、前記現在よりも低湿潤状態にするときに供給するカソードガスの圧力に代えて、カソードガスの実圧力を用いる、
燃料電池の湿潤状態制御装置。
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