JP2005056760A - Fuel cell system - Google Patents
Fuel cell system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005056760A JP2005056760A JP2003288045A JP2003288045A JP2005056760A JP 2005056760 A JP2005056760 A JP 2005056760A JP 2003288045 A JP2003288045 A JP 2003288045A JP 2003288045 A JP2003288045 A JP 2003288045A JP 2005056760 A JP2005056760 A JP 2005056760A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- voltage
- predetermined
- cell system
- air
- 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.)
- Pending
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)
Abstract
【課題】 空気供給系に支障が生じても性能低下や水詰まりの発生を防止できる燃料電池システムを提供する。
【解決手段】 コントローラ15は、燃料電池の所定の運転条件において、電圧センサ9か検出した燃料電池電圧が所定値より低下していれば、基準電圧を回復するまでコンプレッサ2から燃料電池1への空気流量を増量する補正を行う。所定量空気を増量しても電圧回復がない場合には、コントローラ15は、空気量の増量補正を行わない。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system capable of preventing performance deterioration and occurrence of water clogging even if an air supply system is hindered.
When a fuel cell voltage detected by a voltage sensor 9 is lower than a predetermined value under a predetermined operating condition of the fuel cell, a controller 15 connects the compressor 2 to the fuel cell 1 until the reference voltage is recovered. Make corrections to increase air flow. If there is no voltage recovery even if the predetermined amount of air is increased, the controller 15 does not correct the increase of the air amount.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、燃料電池システムに係り、特に、空気供給系に漏れ等が生じても性能低下することなく運転継続可能な燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly, to a fuel cell system capable of continuing operation without degradation in performance even when a leak or the like occurs in an air supply system.
燃料電池は、水素ガスなどの燃料ガスと酸素を有する酸化ガスとを電解質を介して電気化学的に反応させ、電解質両面に設けた電極間から電気エネルギを直接取り出すものである。特に固体高分子電解質を用いた固体高分子型燃料電池は、動作温度が低く、取り扱いが容易なことから電動車両用の電源として注目されている。 In a fuel cell, a fuel gas such as hydrogen gas and an oxidizing gas containing oxygen are electrochemically reacted through an electrolyte, and electric energy is directly taken out between electrodes provided on both surfaces of the electrolyte. In particular, solid polymer fuel cells using solid polymer electrolytes are attracting attention as power sources for electric vehicles because of their low operating temperature and easy handling.
燃料電池は、経年変化により発電性能が劣化するので、性能変化が生じた場合にも適正な反応ガス利用率で運転を継続するため、反応ガスを供給した量に合わせて出力を設定する燃料電池システムの運転制御装置が知られている(例えば、特許文献1)。
しかしながら、上記従来の燃料電池システムにあっては、例えば空気系の漏れなどにより、燃料電池スタックの要求空気流量が増加している場合に、これを補正することができず、そのために実質的に燃料電池スタック内の空気供給流量が不足し、燃料電池スタック内で水つまりが起こり、急激な性能低下が起こる懸念があるという問題点があった。 However, in the conventional fuel cell system, when the required air flow rate of the fuel cell stack is increased due to, for example, air system leakage, this cannot be corrected. There is a problem that the air supply flow rate in the fuel cell stack is insufficient, water clogging occurs in the fuel cell stack, and there is a concern that a rapid performance deterioration may occur.
本発明は、上記問題点を解決するため、燃料電池の発電状態に応じて定まる流量の酸化剤ガスを燃料電池に供給する酸化剤ガス供給手段と、燃料電池の発電状態に応じて定まる流量の燃料ガスを燃料電池に供給する燃料ガス供給手段と、を有する燃料電池システムにおいて、燃料電池電圧を検出する電圧検出手段と、所定の運転条件において、前記電圧検出手段が検出した燃料電池電圧が基準電圧より低い場合には、燃料電池電圧が基準電圧以上になるまで酸化剤ガス流量の増量補正を行う制御手段と、を備えたことを要旨とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides an oxidant gas supply means for supplying an oxidant gas at a flow rate determined according to the power generation state of the fuel cell to the fuel cell, and a flow rate determined according to the power generation state of the fuel cell. A fuel gas supply means for supplying fuel gas to the fuel cell; a voltage detection means for detecting the fuel cell voltage; and a fuel cell voltage detected by the voltage detection means under a predetermined operating condition as a reference When the voltage is lower than the voltage, the gist is provided with a control means for correcting the increase in the oxidant gas flow rate until the fuel cell voltage becomes equal to or higher than the reference voltage.
本発明によれば、所定の運転条件において、燃料電池電圧が基準電圧に達しているか検出を行い、基準電圧より低い場合には、燃料電池電圧が基準電圧以上になるように酸化剤ガス流量の補正制御を行うようにした為、空気過剰率が足りないために燃料電池での発電効率が低下したり、燃料電池内での水つまりが発生することなどを防止することが可能な燃料電池システムを提供できる。 According to the present invention, it is detected whether the fuel cell voltage has reached the reference voltage under a predetermined operating condition. When the fuel cell voltage is lower than the reference voltage, the oxidant gas flow rate is set so that the fuel cell voltage becomes equal to or higher than the reference voltage. Since the correction control is performed, the excess air ratio is insufficient, so that the power generation efficiency in the fuel cell is reduced, and water clogging in the fuel cell can be prevented. Can provide.
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。以下に説明する各実施例は、燃料電池車両に好適な実施例である。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Each embodiment described below is a preferred embodiment for a fuel cell vehicle.
図1は、本発明に係る燃料電池システムの実施例1の構成を説明するシステム構成図である。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1と、燃料電池1に酸化剤ガスとして空気を供給するコンプレッサ2と、コンプレッサ2が供給する空気の圧力を検出する圧力センサ3と、燃料電池1から排出する空気の圧力を調整する圧力調整弁4と、燃料ガスとして水素を燃料電池1に供給する水素供給装置5と、水素供給装置5から供給する水素ガスの圧力を調整する圧力調整弁6と、燃料電池1から排出された水素と新規に供給する水素とを混合して燃料電池1に供給するエゼクタ(流体ポンプ)7と、燃料電池1に供給する水素の圧力を検出する圧力センサ8と、燃料電池1の発電電圧を検出する電圧センサ9と、燃料電池1の出力電流を検出する電流センサ10と、燃料電池1の発電電力をバッテリ12と負荷装置13に分配するとともに燃料電池1の出力が不足する場合バッテリ12からも負荷装置13へ電力供給するように制御するパワーマネジャ11と、充放電可能な2次電池であるバッテリ12と、燃料電池1およびバッテリ12の少なくとも一方から電力供給される負荷装置13と、燃料電池システムの異常を報知する警告灯14と、燃料電池システム全体を制御するコントローラ15とを備えている。
FIG. 1 is a system configuration diagram illustrating the configuration of a first embodiment of a fuel cell system according to the present invention. In FIG. 1, a fuel cell system includes a fuel cell 1 that is a fuel cell body, a compressor 2 that supplies air as an oxidant gas to the fuel cell 1, and a
燃料電池1には、燃料系および空気系の配管がそれぞれ接続されている。空気系は上流側から、空気を圧送するコンプレッサ2、燃料電池入口の空気圧力を検出する圧力センサ3が設けられ、燃料電池出口には圧力調整弁4が設けられる。
The fuel cell 1 is connected to fuel system and air system pipes. The air system is provided with a compressor 2 that pumps air from the upstream side, a
燃料系は上流から、水素供給装置5、圧力調整弁6、水素循環用のエゼクタ7、燃料電池入口の水素圧力を検出する圧力センサ8が設けられる。但し、燃料循環機構としては、エゼクタを用いず、モータ等の動力で駆動されるポンプを燃料循環路に設けてもよい。
From the upstream, the fuel system is provided with a
コントローラ15には、入力装置として、圧力センサ3,8、電圧センサ9,電流センサ11が接続され、出力装置として、コンプレッサ2、圧力調整弁4,6、警告灯14が接続されている。
The
コントローラ15は、圧力センサ3,8、電圧センサ9,電流センサ11のそれぞれの検出値を入力し、これらの入力値に基づいて運転状態を判定し、コンプレッサ2、圧力調整弁4,6、警告灯14に制御信号を出力する。
The
パワーマネジャ11は、燃料電池1の発電電力をバッテリ12と負荷装置13に分配するとともに燃料電池1の出力が不足する場合、バッテリ12からも負荷装置13へ電力供給するように制御する電力制御装置である。また、パワーマネジャ11は、バッテリ12の電圧および充放電電流を監視し、バッテリ12の充電状態(SOC)を算出して、コントローラ15へ出力しているものとする。パワーマネジャ11がSOC算出しない場合、バッテリ12に電圧センサと電流センサとを設けて、コントローラ15が直接バッテリ12を監視して、SOCを算出するようにしてもよい。
The
バッテリ12は、燃料電池の出力不足を補う蓄電手段であり、本実施例では、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の充放電可能な2次電池を使用している。尚、2次電池に代えて、電気2重層コンデンサ等を蓄電手段として用いてもよい。
The
負荷装置13は、本発明を燃料電池車両に適用した場合、車両駆動モータである。
警告灯14は、所定の運転条件における燃料電池出力電圧が基準電圧から所定値以上低下したことを警告するために、コントローラ15によって点灯される警告灯である。尚、警告灯14は、一つでもよいが、故障原因別に複数備えて、それぞれ原因によって点灯してもよい。実施例では、空気供給系とそれ以外の故障原因を判別し、個別の警告灯を点灯することにしている。
The
The
次に、実施例1におけるコントローラ15の制御内容について、図2の制御フローチャートを参照して説明する。
まず、ステップ(以下、ステップをSと略す)1において、コントローラ15は、前回空気補正のための制御を行ってからの経過時間:Tが所定時間:St以上となっているか否かを判断する。所定時間に達していない場合はフローを終了する。所定時間以上経過している場合はS2に進む。
Next, the control content of the
First, in step (hereinafter, step is abbreviated as S) 1, the
S2において、コントローラ15は、電圧センサ9、電流センサ10から読み込んだ電圧値、電流値に基づいて燃料電池の出力Pを算出し、燃料電池の出力Pが、所定出力Sp以上になっているか否かを判定する。所定出力Spは、空気量補正制御を行っても燃料電池出力の変動率が一定値以下になる運転条件に設定する。これは、空気量補正制御時に燃料電池の出力が変化するため、燃料電池出力に対する出力変化分の比率を小さくして、運転性悪化を低減するためである。
In S2, the
また運転条件をある程度燃料電池出力の大きい範囲で設定するのは、図5の燃料電池電流電圧特性図に示すように、出力電流密度の大きい状態における空気過剰率の相違(または供給空気量不足)による燃料電池電圧の変動(または低下)が大きいため、空気増量による燃料電池出力電圧の回復を検出しやすいためである。 In addition, the operating conditions are set within a certain range where the fuel cell output is large to some extent, as shown in the fuel cell current-voltage characteristic diagram of FIG. 5, the difference in excess air ratio (or insufficient supply air amount) when the output current density is large. This is because the fluctuation (or decrease) in the fuel cell voltage due to the fuel cell is large, and it is easy to detect the recovery of the fuel cell output voltage due to the air increase.
S3において、空気量補正制御を行う。空気量補正制御の詳細は、図3、図4の詳細フローチャートを参照して後述する。
S4において、S3において補正した空気量データを基に、コントローラ15が内蔵する書換可能メモリ中に記憶した空気量マップを補正して、終了する。空気量マップは、燃料電池の要求出力に対する供給空気量のマップである。
In S3, air amount correction control is performed. Details of the air amount correction control will be described later with reference to detailed flowcharts of FIGS. 3 and 4.
In S4, based on the air amount data corrected in S3, the air amount map stored in the rewritable memory built in the
次に、図2のS3における空気量補正制御について、図3の詳細フローチャートを用いて説明する。
まずS11において、バッテリ12の充電状態(充電量):SOCを検出し、空気量補正制御を開始可能な時の所定充電量:Ssと比較を行う。これは、燃料電池の空気供給量増加による電圧回復の有無を検出する運転条件において、運転性を悪化させないために、走行に必要な電力以上の電力を燃料電池に発電させ、使用しなかった電力をバッテリ12で吸収するために所定の空き容量をバッテリ12に確保するためである。
Next, the air amount correction control in S3 of FIG. 2 will be described using the detailed flowchart of FIG.
First, in S11, the state of charge (charge amount) of the battery 12: SOC is detected and compared with a predetermined charge amount: Ss when the air amount correction control can be started. This is the power that was not used by the fuel cell to generate more power than is necessary for driving in order to prevent deterioration of drivability in the operating conditions for detecting the presence or absence of voltage recovery due to an increase in the air supply amount of the fuel cell. This is because a predetermined free capacity is secured in the
バッテリ12のSOCがSs以下の場合はS12に進み、Ss以上の場合はS16においてSOCを低減させるための放電をおこなう。
S12において、燃料電池の状態検出条件に燃料電池の運転条件を設定する。ここで設定する運転条件とは、燃料電池システムの運転時間が所定時間を超えたこと、或いは燃料電池の出力が所定出力(例えば定格出力の90%)以上となったこと、或いは運転者から指示入力があったこと、或いは高負荷運転(例えば定格出力の80%以上)が所定時間以上継続したこと等である。
When the SOC of the
In S12, the fuel cell operating condition is set as the fuel cell state detection condition. The operating condition set here is that the operating time of the fuel cell system has exceeded a predetermined time, or that the output of the fuel cell has exceeded a predetermined output (for example, 90% of the rated output), or an instruction from the driver. For example, there was an input, or high load operation (for example, 80% or more of the rated output) continued for a predetermined time or more.
S12で設定した運転条件が検出されると、S13において、電圧センサ9の電圧検出値である燃料電池電圧:CSAvと基準電圧Svの比較を行い、燃料電池電圧CSAvが基準電圧Svより低下しているか否かを判定する。ここで、基準電圧はSvは、出力電流に対応する基準電圧としてコントローラ15中にマップとして記憶しているものとする。
When the operation condition set in S12 is detected, in S13, the fuel cell voltage: CSAv, which is the voltage detection value of the voltage sensor 9, is compared with the reference voltage Sv, and the fuel cell voltage CSAv is reduced below the reference voltage Sv. It is determined whether or not. Here, the reference voltage Sv is stored as a map in the
S13の判定で、CSAvがSv以上の場合は、空気量の補正の必要なしとしてフローを終了する。CSAvがSvより小さい場合は、空気量補正が必要として、S14に進む。 If it is determined in S13 that CSAv is greater than or equal to Sv, the flow is terminated as it is not necessary to correct the air amount. If CSAv is smaller than Sv, air amount correction is necessary, and the process proceeds to S14.
S14において、供給空気量:Qに対して所定空気量に増量:Δqを行う。S15において、空気増量後のCSAvとSvを比較し、まだSvより低い場合はS14に戻りさらに空気増量を行い、Svを超えた場合はフローを終了する。 In S14, an increase: Δq is performed to a predetermined air amount with respect to the supply air amount: Q. In S15, the CSAv after the air increase is compared with Sv, and if it is still lower than Sv, the process returns to S14 to further increase the air, and if it exceeds Sv, the flow is terminated.
このように本実施例では、所定の運転条件において、燃料電池電圧が基準電圧に達しているか検出を行い、基準電圧より低い場合には、燃料電池電圧が基準電圧以上になるように燃料電池総電圧が基準電圧以上となる空気過剰率まで空気流量を増加して、必要空気過剰率を見出す運転を行うことにより、空気流量の補正制御を行うようにした為、空気系からの洩れ量等による供給ガス流量の減少などによるCSAへの要求空気流量の増加に対応することができる。 As described above, in this embodiment, it is detected whether the fuel cell voltage has reached the reference voltage under a predetermined operating condition. When the fuel cell voltage is lower than the reference voltage, the total fuel cell voltage is set so that the fuel cell voltage becomes equal to or higher than the reference voltage. By increasing the air flow rate to the excess air rate where the voltage is equal to or higher than the reference voltage, and performing the operation to find the required excess air rate, correction control of the air flow rate is performed, so depending on the amount of leakage from the air system, etc. It is possible to cope with an increase in the required air flow rate to the CSA due to a decrease in the supply gas flow rate.
従って空気過剰率が足りないために燃料電池での発電効率が低下したり、燃料電池内での水つまりが発生することなどを防止することができる。
また、システムの運転時間が所定時間を越えたときに空気量補正制御を行うこととした為、空気系の故障を確実に検知することが可能となった。
Therefore, since the excess air ratio is insufficient, it is possible to prevent the power generation efficiency in the fuel cell from being lowered or the occurrence of water clogging in the fuel cell.
In addition, since the air amount correction control is performed when the system operation time exceeds a predetermined time, it is possible to reliably detect an air system failure.
さらに、燃料電池出力が試験条件以上になったときに空気量補正制御を行うこととした為、運転性の悪化なく、空気系の故障を確実に検知することが可能となった。
また、空気量補正制御を行う前に、バッテリSOCを所定値以下に下げる制御を行うこととした為、走行に必要な電力以上の発電を行い、余った電力をバッテリで吸収することで、運転性の悪化なく、空気系の故障を確実に検知することが可能な燃料電池システムを提供可能となった。
Furthermore, since the air amount correction control is performed when the fuel cell output becomes equal to or higher than the test condition, it is possible to reliably detect a failure in the air system without deteriorating the drivability.
In addition, since the control to lower the battery SOC to a predetermined value or less is performed before the air amount correction control is performed, the power is generated more than the power necessary for traveling, and the surplus power is absorbed by the battery. It has become possible to provide a fuel cell system that can reliably detect air system failures without deteriorating performance.
次に、本発明に係る燃料電池システムの実施例2を説明する。実施例2のシステム構成は、図1に示したシステム構成と同様である。また実施例2の概略フローチャートも図2に示した実施例1と同様である。 Next, a second embodiment of the fuel cell system according to the present invention will be described. The system configuration of the second embodiment is the same as the system configuration shown in FIG. The schematic flowchart of the second embodiment is also the same as that of the first embodiment shown in FIG.
実施例2における空気量補正制御(図1のS3)について、図4の詳細制御フローチャートを参照して説明する。
まずS21において、バッテリ12の充電量(SOC)を検出し、補正制御時の所定充電量:Ssと比較を行う。
The air amount correction control (S3 in FIG. 1) in the second embodiment will be described with reference to the detailed control flowchart in FIG.
First, in S21, the charge amount (SOC) of the
これは、燃料電池の状態検出を行う条件において、運転性を悪化させないために、走行に必要な電力以上の電力を燃料電池に発電させ、使用しなかった電力を電池で吸収するために所定の容量をバッテリに確保するためである。バッテリSOCがSs以下の場合はS22に進み、Ss以上の場合はS31においてSOCを低減させるための放電をおこなう。 This is because, under the conditions for detecting the state of the fuel cell, in order not to deteriorate the drivability, the fuel cell generates power more than the power necessary for traveling, and a predetermined amount is used to absorb unused power by the battery. This is to ensure the capacity of the battery. If the battery SOC is less than or equal to Ss, the process proceeds to S22. If the battery SOC is greater than or equal to Ss, discharge is performed to reduce the SOC in S31.
S22において、燃料電池の状態検出条件に燃料電池の運転条件を設定する。ここで設定する運転条件とは、燃料電池システムの運転時間が所定時間を超えたこと、或いは燃料電池の出力が所定出力(例えば定格出力の95%)以上となったこと、或いは運転者から指示入力があったこと、或いは定格出力に近い高負荷運転(例えば定格出力の90%以上)が所定時間以上継続したこと等である。 In S22, the operation condition of the fuel cell is set as the condition detection condition of the fuel cell. The operating condition set here is that the operating time of the fuel cell system has exceeded a predetermined time, or that the output of the fuel cell has exceeded a predetermined output (for example, 95% of the rated output), or an instruction from the driver. That is, there is an input, or a high load operation close to the rated output (for example, 90% or more of the rated output) has continued for a predetermined time or more.
S22で設定した運転条件が検出されると、S23において、電圧センサ9の電圧検出値である燃料電池電圧:CSAvと基準電圧Svの比較を行い、燃料電池電圧CSAvが基準電圧Svより低下しているか否かを判定する。ここで、基準電圧はSvは、出力電流に対応する基準電圧としてコントローラ15中にマップとして記憶しているものとする。
When the operating condition set in S22 is detected, in S23, the fuel cell voltage: CSAv, which is the voltage detection value of the voltage sensor 9, is compared with the reference voltage Sv, and the fuel cell voltage CSAv falls below the reference voltage Sv. It is determined whether or not. Here, the reference voltage Sv is stored as a map in the
CSAvがSvより大きい場合は、空気量の補正の必要なしとしてフローを終了する。CSAvがSvより小さい場合は、空気量補正が必要として、S24に進む。 If CSAv is greater than Sv, the flow is terminated as it is not necessary to correct the air amount. If CSAv is smaller than Sv, air amount correction is necessary and the process proceeds to S24.
S24において、基準電圧Sv−燃料電池電圧CSAvと、所定値:Dvとの比較を行う。CSAvの降下代が大きい場合は部品故障の可能性もあるためにこの比較を行う。Sv−CSAvがDvより大きい場合はS25へ進み、Sv−CSAvがDv以下の場合はS32に進む。 In S24, the reference voltage Sv-fuel cell voltage CSAv is compared with a predetermined value: Dv. This comparison is performed because there is a possibility of component failure when the CSAv descent is large. When Sv-CSAv is larger than Dv, the process proceeds to S25, and when Sv-CSAv is equal to or less than Dv, the process proceeds to S32.
S25において、供給空気量:Qに対して所定空気量:Δqを増量する制御を行う。
S26において、空気量増量後のCSAvとSvを比較し、まだSvより低い場合はS27に進み、Svを超えた場合はS37において空気系部品故障を表示するために警告灯14の点灯を行う。これは、燃料電池の出力電圧が基準電圧から所定値以上低下していたが、空気量を増量することで出力電圧が基準電圧まで復活したのは空気系部品が故障し、空気漏れなどを起こしていると考えられるためである。
In S25, control is performed to increase the predetermined air amount: Δq with respect to the supplied air amount: Q.
In S26, the CSAv and Sv after increasing the air amount are compared. If the CSAv is still lower than Sv, the process proceeds to S27. If Sv is exceeded, the warning
S27において、空気増加量の積算を行う。
S28において、増加させた空気量:Gqと最大増加量:Dqの比較を行う。空気系部品の故障などで空気過剰率が低下している場合、空気量を増加させることで、燃料電池の出力電圧を回復させることができるが、出力電圧が低下している原因は、空気量不足とは限らない。そこで、空気量の最大増加量:Dqまで空気量を増加させても出力電圧が回復しない場合、原因は空気系ではないと判断し、S29において、空気量補正を行わない、即ち空気量補正前の空気量に戻す制御を行う。
In S27, the air increase amount is integrated.
In S28, the increased air amount: Gq and the maximum increase amount: Dq are compared. If the excess air ratio is reduced due to a failure in the air system parts, etc., the output voltage of the fuel cell can be recovered by increasing the air volume. It is not necessarily a shortage. Therefore, if the output voltage does not recover even if the air amount is increased to the maximum increase amount Dq, it is determined that the cause is not the air system, and in S29, the air amount is not corrected, that is, before the air amount is corrected. Control to return to the amount of air.
S30において、空気系部品以外に故障があるとして、空気系以外の故障を示す警告灯14の点灯を行う。
S32からS36の制御はS25からS29と同じであるため説明を省略する。
ここの違いは、S24において、基準電圧Sv−燃料電池電圧:CSAvと所定値:Dvの比較を行い、部品故障の可能性があるかどうかにある。
In S30, it is determined that there is a failure other than the air system parts, and the warning
Since the control from S32 to S36 is the same as that from S25 to S29, the description is omitted.
The difference is that in S24, the reference voltage Sv-fuel cell voltage: CSAv is compared with the predetermined value: Dv to determine whether there is a possibility of component failure.
以上のように本実施例によれば、空気量を所定値以上増加させても、燃料電池電圧が改善しない場合は空気系部品による故障によるものではないとして、空気流量の補正制御を行わないこととした為、むだに空気増量を行い燃費を悪化させることはない。 As described above, according to the present embodiment, if the fuel cell voltage does not improve even if the air amount is increased by a predetermined value or more, the air flow correction control is not performed because it is not due to a failure due to an air system component. Therefore, the air consumption is not increased and the fuel consumption is not deteriorated.
また、燃料電池電圧と基準電圧の差が所定値以上の場合には部品に故障があるとして警告することとした為、部品故障時に確実に運転者に認識してもらい、迅速に対応を行うことができる。 In addition, if the difference between the fuel cell voltage and the reference voltage is greater than or equal to the specified value, a warning is given that there is a failure in the component. Can do.
なお、本実施例では経過時間と運転出力によって、空気量補正制御を開始したが、運転者の指示によって制御を行うようにしても良い。そうすることによって、運転者の意思に反した燃料電池運転状態になることがない。また、運転者が指示するので、車両停止中などに制御を行うことができ、運転性悪化などを無くすことができる。 In this embodiment, the air amount correction control is started based on the elapsed time and the driving output. However, the control may be performed based on an instruction from the driver. By doing so, the fuel cell operating state does not go against the driver's intention. In addition, since the driver gives an instruction, it is possible to perform control while the vehicle is stopped, and it is possible to eliminate deterioration in drivability.
また、高負荷運転が所定時間以上続いたときに、空気量補正制御を行うようにしても良い。そうすることによって、高負荷条件において空気系部品に異常が生じた場合にすばやく対応することが可能となる。 Further, the air amount correction control may be performed when the high load operation continues for a predetermined time or more. By doing so, it becomes possible to respond quickly when an abnormality occurs in an air system component under a high load condition.
1…燃料電池
2…コンプレッサ
3…圧力センサ
4…圧力調整弁
5…水素供給装置
6…圧力調整弁
7…エゼクタ
8…圧力センサ
9…電圧センサ
10…電流センサ
11…パワーマネジャ
12…バッテリ
13…負荷装置
14…警告灯
15…コントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell 2 ...
Claims (8)
燃料電池の発電状態に応じて定まる流量の燃料ガスを燃料電池に供給する燃料ガス供給手段と、を有する燃料電池システムにおいて、
燃料電池電圧を検出する電圧検出手段と、
所定の運転条件において、前記電圧検出手段が検出した燃料電池電圧が基準電圧より低い場合には、燃料電池電圧が基準電圧以上になるまで酸化剤ガス流量の増量補正を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする燃料電池システム。 Oxidant gas supply means for supplying the fuel cell with an oxidant gas having a flow rate determined according to the power generation state of the fuel cell;
A fuel cell system having fuel gas supply means for supplying a fuel gas at a flow rate determined according to a power generation state of the fuel cell to the fuel cell;
Voltage detection means for detecting the fuel cell voltage;
In a predetermined operating condition, when the fuel cell voltage detected by the voltage detection means is lower than a reference voltage, a control means for performing an increase correction of the oxidant gas flow rate until the fuel cell voltage becomes equal to or higher than the reference voltage;
A fuel cell system comprising:
前記制御手段は、前記酸化剤ガス流量の補正制御を行う前に、前記蓄電手段の充電状態を所定値以下に下げる制御を行う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。 Power storage means to compensate for the shortage of fuel cell output,
4. The control device according to claim 1, wherein the control unit performs control to lower a charging state of the power storage unit to a predetermined value or less before performing correction control of the oxidant gas flow rate. 5. The fuel cell system described in 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003288045A JP2005056760A (en) | 2003-08-06 | 2003-08-06 | Fuel cell system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003288045A JP2005056760A (en) | 2003-08-06 | 2003-08-06 | Fuel cell system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005056760A true JP2005056760A (en) | 2005-03-03 |
Family
ID=34366849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003288045A Pending JP2005056760A (en) | 2003-08-06 | 2003-08-06 | Fuel cell system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005056760A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010033767A (en) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Toshiba Corp | Fuel cell power generation system and failure cause estimating method for same |
| WO2014103823A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | 日産自動車株式会社 | Fuel cell system |
| JP2023060586A (en) * | 2021-10-18 | 2023-04-28 | 株式会社豊田自動織機 | FUEL CELL SYSTEM AND METHOD OF CONTROLLING FUEL CELL SYSTEM |
| CN116979102A (en) * | 2022-04-21 | 2023-10-31 | 北京亿华通科技股份有限公司 | Fuel cell system and vehicle |
-
2003
- 2003-08-06 JP JP2003288045A patent/JP2005056760A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010033767A (en) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Toshiba Corp | Fuel cell power generation system and failure cause estimating method for same |
| WO2014103823A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | 日産自動車株式会社 | Fuel cell system |
| JPWO2014103823A1 (en) * | 2012-12-28 | 2017-01-12 | 日産自動車株式会社 | Fuel cell system |
| JP2023060586A (en) * | 2021-10-18 | 2023-04-28 | 株式会社豊田自動織機 | FUEL CELL SYSTEM AND METHOD OF CONTROLLING FUEL CELL SYSTEM |
| JP7572341B2 (en) | 2021-10-18 | 2024-10-23 | 株式会社豊田自動織機 | Fuel cell system and method for controlling fuel cell system |
| CN116979102A (en) * | 2022-04-21 | 2023-10-31 | 北京亿华通科技股份有限公司 | Fuel cell system and vehicle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6899968B2 (en) | Fuel cell power supply device | |
| US20060216555A1 (en) | Fuel cell system and method for removing residual fuel gas | |
| EP1207578B1 (en) | Fuel cell power supply unit | |
| JP3719229B2 (en) | Power supply | |
| US7291412B2 (en) | Control apparatus and control method of fuel cell system | |
| JP5434195B2 (en) | Fuel cell system and vehicle equipped with the same | |
| US8084151B2 (en) | Fuel cell system and method therefor | |
| US9368850B2 (en) | Fuel cell system and fuel cell vehicle | |
| JP4507584B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP5233312B2 (en) | Fuel cell system | |
| CA2908270A1 (en) | Flow control method of cooling medium in a fuel cell system, and a fuel cell system | |
| US20020198636A1 (en) | Control device for fuel cell vehicle | |
| JP5434197B2 (en) | Fuel cell system and electric vehicle equipped with fuel cell system | |
| US8206858B2 (en) | Fuel cell system and starting method therefor | |
| WO2006109756A1 (en) | Fuel cell system | |
| CN101803089B (en) | Fuel cell system | |
| CN101828288A (en) | Fuel cell system | |
| US20200185735A1 (en) | System and method of controlling operation of fuel cell | |
| JP2004253220A (en) | Control device for fuel cell vehicle | |
| JP5732596B2 (en) | Method for controlling the operation of a hybrid system | |
| JP4414808B2 (en) | Fuel cell system | |
| US8110312B2 (en) | Fuel cell system and starting method therefor | |
| JP2005056760A (en) | Fuel cell system | |
| JP2010238531A (en) | Fuel cell system and electric vehicle equipped with fuel cell system | |
| JP2010135098A (en) | Fuel cell system and vehicle |