JP2009283170A - Fuel cell system - Google Patents
Fuel cell system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009283170A JP2009283170A JP2008131630A JP2008131630A JP2009283170A JP 2009283170 A JP2009283170 A JP 2009283170A JP 2008131630 A JP2008131630 A JP 2008131630A JP 2008131630 A JP2008131630 A JP 2008131630A JP 2009283170 A JP2009283170 A JP 2009283170A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ejector
- fuel cell
- fuel
- gas
- pressure
- 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.)
- Granted
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】簡易な構成でエゼクタから燃料電池に供給される水素ガスの圧力を燃料電池の許容圧力以下に抑制する。
【解決手段】水素タンク40から燃料電池2に供給される水素ガスを燃料電池2から排出された水素オフガスと合流させて燃料電池2に供給するエゼクタ45と、エゼクタ45への水素ガスの供給量を調整する調整弁44とを備える燃料電池システム1であって、エゼクタ入口側の水素ガス圧力の上限値を、システム停止後にエゼクタの入口側と出口側における水素ガス圧力値が等しくなった場合でも、エゼクタ出口側の水素ガス圧力値が燃料電池の許容圧力値以下になるように定める。
【選択図】図1To reduce the pressure of hydrogen gas supplied from an ejector to a fuel cell with a simple configuration below an allowable pressure of the fuel cell.
A hydrogen gas supplied from a hydrogen tank to a fuel cell is merged with a hydrogen off-gas discharged from the fuel cell and supplied to the fuel cell, and a supply amount of the hydrogen gas to the ejector. The fuel cell system 1 includes an adjustment valve 44 for adjusting the upper limit value of the hydrogen gas pressure on the ejector inlet side even when the hydrogen gas pressure values on the inlet side and the outlet side of the ejector become equal after the system is stopped. The hydrogen gas pressure value on the ejector outlet side is determined to be equal to or lower than the allowable pressure value of the fuel cell.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system.
燃料電池システムは、アノード極に供給される燃料ガスとカソード極に供給される酸化ガスとの電気化学反応により電力を発生する。アノード極から排出された燃料オフガスは、燃料循環流路を通って燃料供給流路に戻され、燃料供給源から供給される燃料ガスと混合されてアノード極に再供給される。下記特許文献1に記載の燃料電池システムでは、燃料循環流路に排出された燃料オフガスを、エゼクタを利用して燃料供給流路に戻し、燃料ガスと混合させている。
ところで、一般にエゼクタは、その入口側と出口側における燃料ガスの差圧を利用して燃料ガスを排出する。したがって、燃料電池システムの運転中、エゼクタの入口側の燃料ガスの圧力は、出口側の燃料ガスの圧力よりも高くなる。また、燃料電池システムの運転中は、エゼクタの出口側の燃料ガスの圧力が燃料電池の許容圧力を超えることがないように、入口側に供給する燃料ガスの流量を制御する。 By the way, in general, an ejector discharges a fuel gas by utilizing a differential pressure of the fuel gas on the inlet side and the outlet side. Therefore, during operation of the fuel cell system, the pressure of the fuel gas on the inlet side of the ejector is higher than the pressure of the fuel gas on the outlet side. Further, during operation of the fuel cell system, the flow rate of the fuel gas supplied to the inlet side is controlled so that the pressure of the fuel gas on the outlet side of the ejector does not exceed the allowable pressure of the fuel cell.
ところが、燃料電池システムの運転が停止すると、エゼクタへの燃料ガスの供給が遮断されるとともに、燃料電池の発電が停止する。燃料電池の発電が停止すると、エゼクタから排出された燃料ガスの消費が止まる。一方、エゼクタの入口側と出口側の燃料ガスには差圧が生じているため、燃料電池システムの運転が停止した後も、エゼクタからは燃料ガスが排出され続ける。この場合に、エゼクタの出口側の燃料ガスの圧力が燃料電池の許容圧力を超えてしまうおそれがある。 However, when the operation of the fuel cell system is stopped, the supply of the fuel gas to the ejector is shut off and the power generation of the fuel cell is stopped. When the power generation of the fuel cell stops, the consumption of the fuel gas discharged from the ejector stops. On the other hand, since a differential pressure is generated between the fuel gas on the inlet side and the outlet side of the ejector, the fuel gas is continuously discharged from the ejector even after the operation of the fuel cell system is stopped. In this case, the pressure of the fuel gas on the outlet side of the ejector may exceed the allowable pressure of the fuel cell.
上述した特許文献1に記載の燃料電池システムでは、燃料ガスの圧力を所定値以下に抑えるために、圧力計や燃料放出配管を設けているが、このような構成を追加するとシステムが複雑化してしまう。 In the fuel cell system described in Patent Document 1 described above, a pressure gauge and a fuel discharge pipe are provided in order to keep the pressure of the fuel gas below a predetermined value. However, adding such a configuration complicates the system. End up.
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するために、簡易な構成でエゼクタから燃料電池に供給される燃料ガスの圧力を燃料電池の許容圧力以下に抑制することができる燃料電池システムを提供することを目的とする。 The present invention provides a fuel cell system capable of suppressing the pressure of the fuel gas supplied from the ejector to the fuel cell with a simple configuration below the allowable pressure of the fuel cell in order to eliminate the above-described problems caused by the prior art. The purpose is to provide.
上述した課題を解決するため、本発明に係る燃料電池システムは、反応ガスである酸化ガスおよび燃料ガスの供給を受け、当該反応ガスの電気化学反応により電力を発生する燃料電池と、燃料ガスを燃料供給源から燃料電池に供給するための燃料供給流路と、燃料供給流路に設けられ、燃料供給源から供給される燃料ガスを燃料電池から排出された燃料オフガスと合流させて燃料電池に供給するエゼクタと、燃料供給流路のうちのエゼクタよりも上流側に設けられ、エゼクタへの燃料ガスの供給を遮断または許容する弁と、を備え、エゼクタの入口側における燃料ガスの圧力値とエゼクタの出口側における燃料ガスの圧力値とが等しくなった場合でも、エゼクタの出口側における燃料ガスの圧力値が燃料電池の許容圧力値以下になるように、エゼクタの入口側における燃料ガスの圧力の上限値が定められていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell that receives supply of an oxidizing gas and a fuel gas, which are reaction gases, and generates electric power through an electrochemical reaction of the reaction gas, and a fuel gas. A fuel supply channel for supplying fuel to the fuel cell from the fuel supply source, and a fuel gas supplied to the fuel cell by combining the fuel gas supplied from the fuel supply source with the fuel off-gas discharged from the fuel cell. An ejector to be supplied, and a valve provided upstream of the ejector in the fuel supply flow path, for blocking or allowing the supply of the fuel gas to the ejector, and a pressure value of the fuel gas on the inlet side of the ejector; Even when the pressure value of the fuel gas on the outlet side of the ejector becomes equal, the pressure value of the fuel gas on the outlet side of the ejector is less than the allowable pressure value of the fuel cell. Wherein the upper limit value of the pressure of the fuel gas at the inlet side of the injector is determined.
この発明によれば、エゼクタを用いて燃料電池に燃料ガスを供給する燃料電池システムにおいて、エゼクタの入口側における燃料ガスの圧力を、所定の上限値以内に抑えて運転させることで、例えば、燃料電池システムの運転が停止して弁が閉弁された後に、エゼクタの入口側における燃料ガスの圧力値とエゼクタの出口側における燃料ガスの圧力値とが等しくなった場合であっても、エゼクタの出口側における燃料ガスの圧力値を、燃料電池の許容圧力値以下に抑制することができる。 According to the present invention, in a fuel cell system that supplies fuel gas to a fuel cell using an ejector, the fuel gas pressure on the inlet side of the ejector is controlled to be within a predetermined upper limit value. Even if the fuel gas pressure value at the ejector inlet side and the fuel gas pressure value at the ejector outlet side become equal after the battery system operation is stopped and the valve is closed, The pressure value of the fuel gas on the outlet side can be suppressed below the allowable pressure value of the fuel cell.
上記燃料電池システムにおいて、上記エゼクタの入口側における燃料ガスの圧力の上限値は、燃料電池の許容圧力値、エゼクタの出口側における燃料ガスの圧力値、弁とエゼクタとの間に形成される閉空間の容積、およびエゼクタと燃料電池との間に形成される閉空間の容積に基づいて定められていることとしてもよい。 In the fuel cell system, the upper limit value of the pressure of the fuel gas on the inlet side of the ejector is the allowable pressure value of the fuel cell, the pressure value of the fuel gas on the outlet side of the ejector, and the closed pressure formed between the valve and the ejector. It may be determined based on the volume of the space and the volume of the closed space formed between the ejector and the fuel cell.
上記燃料電池システムにおいて、上記エゼクタの入口側における燃料ガスの圧力の上限値が、弁に閉弁指令が送出されてから弁が閉弁するまでの間にエゼクタに供給される燃料ガスの供給量を補正値として用いて定められていることとしてもよい。 In the fuel cell system, the upper limit value of the pressure of the fuel gas on the inlet side of the ejector is a supply amount of fuel gas supplied to the ejector after the valve closing command is sent to the valve until the valve is closed. May be determined using as a correction value.
これにより、弁の動作遅れの間にエゼクタに供給される燃料ガスの供給量を考慮したうえで、エゼクタの出口側における燃料ガスの圧力を燃料電池の許容圧力値以下に抑制することが可能となる。 As a result, it is possible to suppress the fuel gas pressure at the outlet side of the ejector below the allowable pressure value of the fuel cell in consideration of the amount of fuel gas supplied to the ejector during the valve operation delay. Become.
上記燃料電池システムにおいて、上記エゼクタは、ノズル径が一定のエゼクタであって、上記エゼクタの入口側における燃料ガスの圧力値がエゼクタの入口側における燃料ガスの圧力の上限値を超過する場合に、少なくとも当該超過分の圧力を低減させる制御手段をさらに備えることができる。 In the fuel cell system, the ejector is an ejector having a constant nozzle diameter, and when the pressure value of the fuel gas on the inlet side of the ejector exceeds the upper limit value of the pressure of the fuel gas on the inlet side of the ejector, Control means for reducing at least the excess pressure can be further provided.
これにより、物理的な問題で設計要件を満たすことができずに、エゼクタに供給される燃料ガスの圧力値がエゼクタの入口側における燃料ガスの圧力の上限値を超過することがあっても、少なくとも超過分の圧力を低減させることが可能となるため、設計の自由度を高めることが可能となる。 Thereby, even if the physical requirements cannot satisfy the design requirements and the pressure value of the fuel gas supplied to the ejector may exceed the upper limit value of the fuel gas pressure on the inlet side of the ejector, Since at least the excess pressure can be reduced, the degree of freedom in design can be increased.
上記燃料電池システムにおいて、上記制御手段は、燃料電池を発電させることにより、上記超過分の圧力を低減させることができる。また、上記燃料電池システムにおいて、上記燃料オフガスを燃料ガス供給流路に戻すための燃料循環流路と、燃料循環流路の燃料オフガスおよび水分を外部に排出するための排出弁と、をさらに備え、上記制御手段は、排出弁を開弁させることにより、上記超過分の圧力を低減させることができる。 In the fuel cell system, the control means can reduce the excess pressure by causing the fuel cell to generate power. The fuel cell system further includes a fuel circulation passage for returning the fuel off-gas to the fuel gas supply passage, and a discharge valve for discharging the fuel off-gas and moisture in the fuel circulation passage to the outside. The control means can reduce the excess pressure by opening the discharge valve.
上記燃料電池システムにおいて、上記エゼクタは、ノズル径がニードルの位置に応じて可変するエゼクタであって、エゼクタに求められる燃料ガスの供給流量を算出し、当該算出した供給流量に応じたニードルの位置を算出し、当該算出したニードルの位置をニードル目標位置としてニードルを移動させる制御手段をさらに備えることができる。 In the fuel cell system, the ejector is an ejector having a nozzle diameter that varies according to the position of the needle, calculates a supply flow rate of the fuel gas required for the ejector, and positions the needle according to the calculated supply flow rate. And a control means for moving the needle using the calculated position of the needle as a needle target position.
これにより、エゼクタをフィードフォワード制御することができるため、燃料電池システムにおける急激な負荷変動に対応することが可能となり、出力電流の急激な増加による燃料ガス不足を防止することが可能となる。 Thereby, since the ejector can be feedforward controlled, it is possible to cope with a sudden load fluctuation in the fuel cell system, and it is possible to prevent a shortage of fuel gas due to a sudden increase in output current.
上記燃料電池システムにおいて、上記制御手段は、エゼクタの出口側における燃料ガスの圧力値と当該燃料ガスの目標圧力値とに基づいてエゼクタに求められる燃料ガスの供給流量を補正することができる。 In the fuel cell system, the control means can correct the supply flow rate of the fuel gas required for the ejector based on the pressure value of the fuel gas on the outlet side of the ejector and the target pressure value of the fuel gas.
これにより、エゼクタをフィードフォワード制御およびフィードバック制御することができるため、燃料電池システムにおける急激な負荷変動に対応することが可能となり、出力電流の急激な増加による燃料ガス不足を防止することが可能となる。 As a result, the ejector can be feedforward-controlled and feedback-controlled, so that it is possible to cope with a sudden load fluctuation in the fuel cell system and to prevent a shortage of fuel gas due to a sudden increase in output current. Become.
上記燃料電池システムにおいて、上記制御手段は、今回のニードル目標位置と前回のニードル目標位置とに基づいてニードルの推定位置を算出し、当該算出したニードルの推定位置に基づいてエゼクタからの燃料ガスの供給流量を算出し、当該算出した供給流量に基づいて燃料電池の許容出力電流を算出することができる。 In the fuel cell system, the control means calculates an estimated position of the needle based on the current needle target position and the previous needle target position, and based on the calculated estimated needle position, the fuel gas from the ejector is calculated. The supply flow rate can be calculated, and the allowable output current of the fuel cell can be calculated based on the calculated supply flow rate.
これにより、燃料電池の出力電流を、ニードルの推定位置に応じた許容出力電流以下に抑えることができるため、ニードルの動作遅れによる燃料ガス不足を防止することが可能となる。 As a result, the output current of the fuel cell can be suppressed to an allowable output current or less according to the estimated position of the needle, so that it is possible to prevent a shortage of fuel gas due to a delay in the operation of the needle.
本発明によれば、簡易な構成でエゼクタから燃料電池に供給される燃料ガスの圧力を燃料電池の許容圧力以下に抑制することができる。 According to the present invention, the pressure of the fuel gas supplied from the ejector to the fuel cell can be suppressed below the allowable pressure of the fuel cell with a simple configuration.
以下、添付図面を参照して、本発明に係る燃料電池システムの好適な実施形態について説明する。各実施形態では、本発明に係る燃料電池システムを燃料電池車両(FCHV;Fuel Cell Hybrid Vehicle)の車載発電システムとして用いた場合について説明する。第1実施形態における燃料電池システムでは、エゼクタとして、ノズル径が一定のエゼクタを用い、第2実施形態における燃料電池システムでは、エゼクタとして、ノズル径が可変するエゼクタを用いる。
[第1実施形態]
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a fuel cell system according to the invention will be described with reference to the accompanying drawings. Each embodiment demonstrates the case where the fuel cell system concerning the present invention is used as an in-vehicle power generation system of a fuel cell vehicle (FCHV; Fuel Cell Hybrid Vehicle). In the fuel cell system in the first embodiment, an ejector having a constant nozzle diameter is used as the ejector, and in the fuel cell system in the second embodiment, an ejector having a variable nozzle diameter is used as the ejector.
[First embodiment]
まず、第1実施形態における燃料電池システムの構成について説明する。図1は、燃料電池システムを模式的に示した構成図である。 First, the configuration of the fuel cell system in the first embodiment will be described. FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a fuel cell system.
同図に示すように、燃料電池システム1は、反応ガスである酸化ガスおよび燃料ガスの供給を受けて電気化学反応により電力を発生する燃料電池2と、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と、燃料ガスとしての水素ガスを燃料電池2に供給する水素ガス配管系4と、システム全体を統括制御する制御部5とを有する。
As shown in the figure, a fuel cell system 1 includes a
燃料電池2は、例えば、高分子電解質型燃料電池であり、多数の単セルを積層したスタック構造となっている。単セルは、イオン交換膜からなる電解質の一方の面にカソード極を有し、他方の面にアノード極を有し、さらにカソード極およびアノード極を両側から挟み込むように一対のセパレータを有する構造となっている。この場合、一方のセパレータの水素ガス流路に水素ガスが供給され、他方のセパレータの酸化ガス流路に酸化ガスが供給され、これらの反応ガスが化学反応することで電力が発生する。
The
酸化ガス配管系3は、大気中の酸化ガスを取り込んで圧縮してから送出するコンプレッサ30と、酸化ガスを燃料電池2に供給するための空気供給流路31と、燃料電池2から排出された酸化オフガスを排出するための空気排出流路32とを有する。空気供給流路31および空気排出流路32には、燃料電池2から排出された酸化オフガスを用いてコンプレッサ30から圧送された酸化ガスを加湿する加湿器33が設けられている。この加湿器33で水分交換等された酸化オフガスは、最終的に排ガスとしてシステム外の大気中に排気される。
The oxidizing
水素ガス配管系4は、高圧の水素ガスを貯留した燃料供給源としての水素タンク40と、水素タンク40の水素ガスを燃料電池2に供給するための燃料供給流路としての水素供給流路41と、燃料電池2から排出された水素オフガスを水素供給流路41に戻すための燃料循環流路としての水素循環流路42とを有する。水素供給流路41には、水素ガスの圧力を予め設定した二次圧に調圧するレギュレータ43と、水素循環流路42の水素オフガスを水素供給流路41に還流させるエゼクタ45と、エゼクタ45への水素ガスの供給量を調整する調整弁44(弁)とが設けられている。なお、調整弁44は、必ずしも供給量を調整する機能を有するものである必要はなく、例えば、エゼクタ45への水素ガスの供給を遮断または許容する機能を有するものであってもよい。
The hydrogen
エゼクタ45は、水素タンク40から供給される水素ガスと燃料電池2から排出される水素オフガスとを合流させ、合流後の混合ガスを燃料電池2に供給する。第1実施形態におけるエゼクタ45は、ノズル径が一定のエゼクタである。このエゼクタ45では、水素タンク40から供給される水素ガスをノズルからディフューザに向けて噴射することで、ディフューザ内に負圧を発生させる。そして、この負圧を利用して水素オフガスをディフューザ内に吸引させ、吸引させた水素オフガスとノズルから噴射された水素ガスとを混合して排出する。
The
水素供給流路41のうち、エゼクタ45の入口側と出口側のそれぞれには、水素ガスの圧力を検出するための圧力センサP1およびP2がそれぞれ設けられている。圧力センサP1は、調整弁44とエゼクタ45との間の水素供給流路41における水素ガスの圧力を検出する。圧力センサP2は、エゼクタ45と燃料電池2との間の水素供給流路41における水素ガスの圧力を検出する。
In the
水素循環流路42の水素オフガスは、逆止弁49を通じてエゼクタ45に吸収される。水素循環流路42には、気液分離器46を介して排出流路47が接続されている。気液分離器46は、水素オフガスから水分を回収する。排出流路47には、排気排水弁48(排出弁)が設けられている。排気排水弁48は、通常は閉弁しているが、制御部5からの指令に従って適宜開弁することで、気液分離器46で回収された水分と水素循環流路42内の不純物を含む水素オフガスとを排出(パージ)する。
Hydrogen off-gas in the
水素ガス配管系4は、例えば、以下の式1を満たすように設計する。
上記式1のP1は、調整弁44とエゼクタ45との間の水素供給流路41における水素ガスの圧力値である。P2は、エゼクタ45と燃料電池2との間の水素供給流路41における水素ガスの圧力値である。P2maxは、P2として許容される最大の圧力値であり、燃料電池2の許容圧力値が設定される。V1は、調整弁44とエゼクタ45との間に形成される閉空間の容積である。V2は、エゼクタ45と燃料電池2との間に形成される閉空間の容積である。
P 1 in the above equation 1 is the pressure value of hydrogen gas in the
上記式1を満たす燃料電池システムにおいて、システムの運転を停止すると、調整弁44が閉弁される。そして、エゼクタ45の入口側と出口側に生じた水素ガスの差圧によって、水素ガスがエゼクタ45の入口側から出口側に流入する。その後、エゼクタ45の入口側と出口側の水素ガスの差圧が解消すると水素ガスの流入が止まる。すなわち、圧力P1と圧力P2が等しくなると水素ガスの流入が止まる。なお、この説明では、便宜上、エゼクタ45における水素ガスの圧力の損失については考慮しないものとする。
In the fuel cell system satisfying the above formula 1, when the operation of the system is stopped, the regulating
圧力P1と圧力P2が等しくなった場合に、上記式1は、以下の式2で表わされる。
つまり、圧力P1、P2および容積V1、V2を、上記式1を満たすように設定することで、燃料電池システムの運転が停止して調整弁44が閉弁された後に、エゼクタ45の入口側から出口側に向け、差圧により流入可能な最大量の水素ガスが流入したとしても、上記式2に示すように、エゼクタ45の出口側の水素ガスの圧力P2が、燃料電池2の許容圧力値P2maxを超えることはない。
That is, by setting the pressures P 1 and P 2 and the volumes V 1 and V 2 so as to satisfy the above formula 1, after the operation of the fuel cell system is stopped and the regulating
ここで、上記式1を、エゼクタ45の入口側の水素ガスの圧力P1を表わす式に変換すると、以下の式3となる。
上記式3は、エゼクタ45の入口側の水素ガスの圧力P1が右辺の値以下であることを示すものであることから、上記式3の右辺は、圧力P1として許容される最大の圧力値P1max、すなわちエゼクタ45の入口側における水素ガスの圧力の上限値P1max(以下、圧力P1の上限値P1maxという。)を表すことになる(下記式4参照)。
このように、圧力P1の上限値P1maxを、上記式4を満たすように設定することによって、燃料電池システムの運転が停止して調整弁44が閉弁された後に、エゼクタ45の入口側から出口側に向けて、差圧により流入可能な最大量の水素ガスが流入したとしても、エゼクタ45の出口側の水素ガスの圧力P2を、燃料電池2の許容圧力値P2max以下に抑制することが可能となる。
In this way, by setting the upper limit value P 1max of the pressure P 1 so as to satisfy the
ところで、第1実施形態におけるエゼクタ45は、ノズル径が一定のエゼクタであるため、水素ガスの流量に応じて圧力P1、P2が可変し、圧力P1、P2を一意に決定することができない。したがって、第1実施形態では、圧力P1、P2が可変することを考慮して、以下の手順で、圧力P1、P2および容積V1、V2を決定する。
(1)圧力P2の取り得る範囲を算出し、その最大値を圧力P2の値として採用する。
(2)圧力P1の取り得る範囲を算出し、その最大値を圧力P1の値として採用する。
(3)燃料電池2の体格等を考慮して容積V2を決定する。
(4)上記式1に、圧力P2、圧力P1、容積V2および燃料電池の許容圧力値P2maxをそれぞれ代入して容積V1を算出する。
By the way, since the
(1) A possible range of the pressure P 2 is calculated, and the maximum value is adopted as the value of the pressure P 2 .
(2) A possible range of the pressure P 1 is calculated, and the maximum value is adopted as the value of the pressure P 1 .
(3) The volume V 2 is determined in consideration of the physique of the
(4) The volume V 1 is calculated by substituting the pressure P 2 , the pressure P 1 , the volume V 2 and the allowable pressure value P 2max of the fuel cell into the above equation 1, respectively.
なお、調整弁44に閉弁指令が送出されてから、実際に調整弁44が閉弁するまでにはタイムラグが生ずる。すなわち、調整弁44の動作遅れが生ずる。調整弁44の動作遅れが生ずると、動作遅れの間に調整弁44からエゼクタ45に供給される水素ガスによって圧力P1、P2が上昇してしまうおそれがある。したがって、調整弁44の動作遅れが生ずる場合に、上記式1を用いると誤差が発生することも考えられる。そこで、その誤差を解消するために、動作遅れの間に調整弁44から供給される水素ガスの供給量QEを用いて上記式1および式3の値を補正することとしてもよい。
It should be noted that there is a time lag after the valve closing command is sent to the adjusting
この場合に、上記式1および式3は、以下の式5および式6となる。
動作遅れの間に調整弁44から供給される水素ガスの供給量QEは、例えば、以下の式7により算出することができる。
上記式7のΔPは、調整弁44の上流側と下流側における水素ガスの差圧である。Cは、調整弁44におけるガスの流れやすさである。tは、調整弁44に閉弁指令が送出されてから実際に調整弁44が閉弁するまでの時間[min]である。Gは、水素ガスの比重であり、Tは、温度[k]である。温度Tは、予め定められた温度を用いてもよいし、水素タンクの温度や水素ガスの温度を用いることとしてもよい。
ΔP in Expression 7 is a hydrogen gas pressure difference between the upstream side and the downstream side of the regulating
なお、水素ガスの供給量QEは、上記式7により算出することには限定されない。例えば、予め実験等によりマップを作成しておき、このマップを用いて算出することや、予め実験等により算出された定数を用いることとしてもよい。 The supply amount Q E of the hydrogen gas is not limited to being calculated by the above equation 7. For example, a map may be created in advance through experiments or the like, and calculation may be performed using the map, or constants calculated in advance through experiments or the like may be used.
制御部5は、燃料電池車両に設けられた加速操作部材(例えば、アクセル)の操作量を検出し、加速要求値(例えば、トラクションモータ等の電力消費装置からの要求発電量)等の制御情報を受けて、システム内の各種機器の動作を制御する。なお、電力消費装置には、トラクションモータの他に、例えば、燃料電池2を作動させるために必要な補機装置(例えばコンプレッサ30のモータ等)、車両の走行に関与する各種装置(変速機、車輪制御装置、操舵装置、懸架装置等)で使用されるアクチュエータ、乗員空間の空調装置(エアコン)、照明、オーディオ等が含まれる。
The
第1実施形態における制御部5(制御手段)は、エゼクタ45の入口側の水素ガスの圧力P1が圧力P1の上限値P1maxを超過する場合に、少なくとも、この超過分の圧力(P1−P1max)を低減させる。これは、以下に説明する問題を解消するために実行される制御である。
When the pressure P 1 of the hydrogen gas on the inlet side of the
例えば、圧力P1、P2や水素ガスの供給量QEによっては、容積V1を小さくして容積V2を大きくしなければならない等の制約が生ずることがある。しかしながら、物理的な問題で容積V1を小さくすることができずに、その結果、上記式3または式6(式1または式5)を満たすことができないことも考えられる。つまり、圧力P1が上限値P1maxよりも大きくなってしまうことも考えられる。
For example, depending on the pressures P 1 and P 2 and the supply amount Q E of hydrogen gas, there may be a restriction that the volume V 1 must be reduced and the volume V 2 must be increased. However, it is conceivable that the volume V 1 cannot be reduced due to a physical problem, and as a result, the
このような問題を解消するために、少なくとも超過分の圧力(P1−P1max)を低減させる制御を実行することとした。これにより、容積V1、V2の要件を緩和させることが可能となるため、水素供給流路41の配管容積の自由度を高めることや、調整弁44およびエゼクタ45の取り付け位置の自由度を高めることが可能となる。超過分の圧力を低減させる方法としては、例えば、以下の二つの方法がある。
In order to solve such a problem, control for reducing at least the excess pressure (P 1 -P 1max ) is executed. As a result, the requirements for the volumes V 1 and V 2 can be relaxed, so that the degree of freedom of the piping volume of the
一つめの方法は、圧力が超過したことによってエゼクタ45に余分に供給される水素ガスを燃料電池2で消費させることにより、超過分の圧力を低減させる。圧力が超過したことによってエゼクタ45に余分に供給される水素ガスの量Qo(以下、超過水素ガス量Qoという。)は、以下の式8により算出することができる。
The first method is to reduce the excess pressure by causing the
具体的には、燃料電池2に発電させて出力電流を増加させることで、超過水素ガス量Qo分の水素ガスを消費させる。
Specifically, the
二つめの方法は、超過水素ガス量Qo分の水素オフガスを、排気排水弁48を開弁して排出させることにより、超過分の圧力を低減させる。
The second method reduces the excess pressure by discharging the hydrogen off-gas corresponding to the excess hydrogen gas amount Q o by opening the
なお、上述した二つの方法は、エゼクタ45の入口側と出口側の水素ガスの差圧(P1−P2)が、エゼクタ45を通過することにより減少する圧力(以下、エゼクタにおける圧力損失という。)よりも大きい場合に実行することとしてもよい。水素ガスの差圧(P1−P2)がエゼクタにおける圧力損失以下になれば、エゼクタ45の入口側から出口側に水素ガスが流れ込む現象が解消するためである。
In the two methods described above, the pressure at which the differential pressure (P 1 -P 2 ) between the hydrogen gas on the inlet side and the outlet side of the
ここで、制御部5は、物理的には、例えば、CPUと、CPUで処理される制御プログラムや制御データを記憶するROMと、主として制御処理のための各種作業領域として使用されるRAMと、入出力インターフェースとを有する。これらの要素は、互いにバスを介して接続されている。入出力インターフェースには、圧力センサP1、P2等の各種センサが接続されているとともに、コンプレッサ30、調整弁44および排気排水弁48等を駆動させるための各種ドライバが接続されている。
Here, the
CPUは、ROMに記憶された制御プログラムに従って、入出力インターフェースを介して各種センサでの検出結果を受信し、RAM内の各種データ等を用いて処理することで、燃料電池システムの超過圧力低減制御処理等を制御する。また、CPUは、入出力インターフェースを介して各種ドライバに制御信号を出力することにより、燃料電池システム1全体を制御する。 The CPU receives the detection results of various sensors via the input / output interface according to the control program stored in the ROM, and processes them using various data in the RAM, thereby controlling overpressure reduction of the fuel cell system. Control processing. Further, the CPU controls the entire fuel cell system 1 by outputting control signals to various drivers via the input / output interface.
上述してきたように、第1実施形態における燃料電池システムによれば、簡易な構成でエゼクタから燃料電池に供給される水素ガスの圧力を燃料電池の許容圧力以下に抑制することができる。
[第2実施形態]
As described above, according to the fuel cell system in the first embodiment, the pressure of the hydrogen gas supplied from the ejector to the fuel cell can be suppressed to be equal to or lower than the allowable pressure of the fuel cell with a simple configuration.
[Second Embodiment]
本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態が第1実施形態と異なる点は、第2実施形態では、第1実施形態におけるノズル径が一定のエゼクタの代わりに、ノズル径が可変するエゼクタを用いる点である。それ以外の構成は、第1実施形態における各構成と同様であるため、各構成要素には同一の符合を付しその説明は省略すると共に、以下においては、主に第1実施形態との相違点について説明する。 A second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is different from the first embodiment in that the second embodiment uses an ejector having a variable nozzle diameter instead of the ejector having a constant nozzle diameter in the first embodiment. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given to the respective components and the description thereof will be omitted. In the following, differences from the first embodiment will be mainly described. The point will be described.
エゼクタとしてノズル径が可変するエゼクタを用いた場合には、ノズル径が適宜可変することになるため、エゼクタから供給される水素ガスの供給量を正確に把握することは難しい。水素ガスの供給量を把握するために、流量計等を追加することも考えられるが、流量計等を追加すると、コストが増大することや計測の応答遅れ等の問題が生じてしまう。第2実施形態における燃料電池システムは、第1実施形態の燃料電池システムと同様に、簡易な構成でエゼクタから燃料電池に供給される水素ガスの圧力を燃料電池の許容圧力以下に抑制させることに加え、エゼクタによる水素ガスの供給量を簡易に算出し、エゼクタによる水素ガスの供給を的確に制御させるものである。 When an ejector having a variable nozzle diameter is used as the ejector, the nozzle diameter is appropriately changed. Therefore, it is difficult to accurately grasp the supply amount of hydrogen gas supplied from the ejector. Although it is conceivable to add a flow meter or the like in order to grasp the supply amount of hydrogen gas, the addition of the flow meter or the like causes problems such as an increase in cost and a delay in measurement response. Similar to the fuel cell system of the first embodiment, the fuel cell system in the second embodiment is configured to suppress the pressure of the hydrogen gas supplied from the ejector to the fuel cell with a simple configuration below the allowable pressure of the fuel cell. In addition, the supply amount of hydrogen gas by the ejector is simply calculated, and the supply of hydrogen gas by the ejector is accurately controlled.
水素ガス配管系4を上記式1または式5を満たすように設計する点は、上述した第1実施形態と同様である。上記式1または式5を満たすように圧力P1、P2および容積V1、V2を設計することで、燃料電池システムの運転が停止して調整弁44が閉弁された後に、エゼクタ45の入口側から出口側に向けて、差圧により流入可能な最大量の水素ガスが流入したとしても、エゼクタ45の出口側の水素ガスの圧力P2を、燃料電池2の許容圧力値P2max以下に抑制することが可能となる。
The point which designs the hydrogen
第2実施形態におけるエゼクタ45は、ノズル径がニードルの位置に応じて可変するエゼクタである。このエゼクタ45は、水素ガスをディフューザに向けて噴射し、水素オフガスを吸引するための負圧をディフューザ内に発生させるノズルと、ノズルの開口面積を可変するニードルと、ニードルの位置を移動させる駆動部とを有する。
The
以下に、第2実施形態における制御部5(制御手段)に特有の制御内容ついて説明する。 Below, the control content peculiar to the control part 5 (control means) in 2nd Embodiment is demonstrated.
まず、ノズル径が可変するエゼクタ45から供給される水素ガスの供給流量Qgを推定する方法について説明する。制御部5は、以下の式9を用いてエゼクタ45からの水素ガスの供給流量Qg[NL/min]を算出する。
First, a method for estimating the supply flow rate Q g of the hydrogen gas nozzle diameter is supplied from the
上記式9のCはエゼクタにおけるガスの流れやすさであり、Gは水素ガスの比重であり、Tは温度[k]であり、ΔPはエゼクタ45の上流側と下流側における水素ガスの差圧(P1−P2)である。
C in Equation 9 is the ease of gas flow in the ejector, G is the specific gravity of the hydrogen gas, T is the temperature [k], and ΔP is the differential pressure of the hydrogen gas upstream and downstream of the
エゼクタにおけるガスの流れやすさCは、例えば、図2に示すマップを用いて算出することができる。図2は、ニードルの位置とエゼクタにおけるガスの流れやすさとの関係を示すマップである。横軸がニードルの位置を示し、縦軸がエゼクタにおけるガスの流れやすさを示す。ニードルの位置がノズルの開口面積を増大させる方向に移動するほどガスが流れやすくなる関係にある。このマップは予め実験等によって求めることができる。ニードルの位置は、位置センサによる検出値を用いることとしてもよいし、予測値を用いることとしてもよい。また、温度Tは、予め定められた温度を用いてもよいし、水素タンク40の温度や水素ガスの温度を用いることとしてもよい。
The gas flowability C in the ejector can be calculated using, for example, a map shown in FIG. FIG. 2 is a map showing the relationship between the position of the needle and the ease of gas flow in the ejector. The horizontal axis indicates the position of the needle, and the vertical axis indicates the ease of gas flow in the ejector. As the position of the needle moves in a direction that increases the opening area of the nozzle, the gas flows more easily. This map can be obtained in advance by experiments or the like. The position of the needle may be a value detected by a position sensor or a predicted value. The temperature T may be a predetermined temperature, or may be the temperature of the
上記式9を用いてエゼクタ45からの水素ガスの供給流量Qgを算出することで、エゼクタ45から供給される水素ガスの供給量を正確に推測することが可能となるため、水素ガスの供給量を容易に調整することが可能となる。以下に、上記式9を用いて水素ガスの供給量を調整する方法について説明する。
By calculating the supply flow rate Q g of hydrogen gas from the
最初に、エゼクタ45に求められる水素ガスの供給流量と上記式9とを用いてニードルの位置を算出し、このニードルの位置を用いてエゼクタ45をフィードフォワード制御する手順について説明する。
First, a procedure for calculating the position of the needle using the hydrogen gas supply flow rate required for the
制御部5は、燃料電池の出力電流や水素ガスの圧力等を用いて燃料電池が必要とする水素ガスの流量QF(以下、水素ガスの要求流量QFという。)を算出する。続いて、制御部5は、算出した水素ガスの要求流量QFをエゼクタ45に求められる水素ガスの供給流量Qgと見做し、上記式9を用いてエゼクタ45におけるガスの流れやすさCを算出する。続いて、制御部5は、算出したエゼクタ45におけるガスの流れやすさCと図2のマップを用いて、ニードルの位置を算出する。続いて、制御部5は、算出したニードルの位置を目標位置としてニードルを移動させる移動指令をエゼクタ45に出力する。
The
上述したフィードフォワード制御を実行することで、燃料電池システムにおける急激な負荷変動に対応することが可能となり、出力電流の急激な増加による水素ガス不足を防止することが可能となる。 By executing the feedforward control described above, it is possible to cope with a sudden load fluctuation in the fuel cell system, and to prevent a shortage of hydrogen gas due to a sudden increase in output current.
なお、水素ガスの供給流量Qgは、圧力P1、P2や容積V1、V2、温度T等を用いて算出することとしてもよい。 The hydrogen gas supply flow rate Q g may be calculated using pressures P 1 and P 2 , volumes V 1 and V 2 , temperature T, and the like.
次に、エゼクタ45に求められる水素ガスの供給流量と上記式9とを用いてニードルの位置を算出し、このニードルの位置を用いてエゼクタ45をフィードフォワード制御およびフィードバック制御する手順について説明する。
Next, a procedure for calculating the position of the needle using the hydrogen gas supply flow rate required for the
制御部5は、燃料電池の出力電流や水素ガスの圧力等を用いて水素ガスの要求流量QFを算出する。続いて、制御部5は、算出した水素ガスの要求流量QFをエゼクタ45に求められる水素ガスの供給流量Qgと見做し、以下の式10を用いて求められる補正値Qgdで水素ガスの供給流量Qgを補正する。続いて、制御部5は、補正後の水素ガスの供給流量Qgを上記式9に代入してエゼクタ45におけるガスの流れやすさCを算出する。続いて、制御部5は、算出したエゼクタ45におけるガスの流れやすさCと図2のマップを用いて、ニードルの位置を算出する。続いて、制御部5は、算出したニードルの位置を目標位置としてニードルを移動させる移動指令をエゼクタ45に出力する。なお、水素ガスの供給流量Qgは、圧力P1、P2や容積V1、V2、温度T等を用いて算出することとしてもよい。
The
上記式10のV2は、エゼクタ45と燃料電池2との間に形成される閉空間の容積である。P2は、エゼクタ45と燃料電池2との間の水素供給流路41における水素ガスの圧力値である。P2Sは、圧力P2の目標圧力値であり、A〜Fは、補正係数である。
V 2 in the above equation 10 is the volume of the closed space formed between the
上述したフィードフォワード制御およびフィードバック制御を実行することで、燃料電池システムにおける急激な負荷変動に対応することが可能となり、出力電流の急激な増加による水素ガス不足を防止することが可能となる。 By executing the feedforward control and the feedback control described above, it is possible to cope with a sudden load fluctuation in the fuel cell system, and to prevent a shortage of hydrogen gas due to a sudden increase in output current.
ところで、上述したニードルの移動指令によるフィードフォワード制御やフィードバック制御では、ニードルの動作遅れについては考慮していない。実際には、ニードルの移動に合わせて水素ガスの供給量が徐々に増減することになるため、例えば、水素ガスの要求流量が急激に増大した場合には、要求に応じた水素ガスを供給するまでに時間を要し、水素ガス不足を招くおそれがある。そこで、ニードルの現在位置を推定し、その推定位置に応じた水素ガスの供給流量を算出し、この供給流量で出力可能な出力電流を許容出力電流として制御することで、水素ガス不足を防止することとした。 By the way, in the feedforward control and the feedback control based on the needle movement command described above, the operation delay of the needle is not considered. Actually, the supply amount of hydrogen gas gradually increases and decreases with the movement of the needle. For example, when the required flow rate of hydrogen gas suddenly increases, hydrogen gas is supplied according to the request. It takes a long time and may cause a shortage of hydrogen gas. Therefore, the present position of the needle is estimated, the supply flow rate of hydrogen gas corresponding to the estimated position is calculated, and the output current that can be output at this supply flow rate is controlled as the allowable output current, thereby preventing hydrogen gas shortage. It was decided.
以下に、上述したニードルの移動指令によるフィードフォワード制御やフィードバック制御に加え、ニードルの動作遅れを考慮してエゼクタ45を制御する手順について説明する。
Hereinafter, a procedure for controlling the
制御部5は、上述したフィードフォワード制御やフィードバック制御で出力された移動指令に含まれるニードルの目標位置を、以下の式11に代入することで、ニードルの位置を推定する。
上記式11のSrはニードルの推定位置であり、Smはニードルの前回の目標位置であり、Ssはニードルの今回の目標位置である。Aはニードルの移動速度(dt時間あたりの速度)に応じた補正係数である。ニードルの前回の目標位置Smはメモリに格納される。 S r of the equation 11 is the estimated position of the needle, S m is the previous target position of the needle, S s is the present target position of the needle. A is a correction coefficient corresponding to the moving speed of the needle (speed per dt time). The previous target position S m of the needle is stored in the memory.
続いて、制御部5は、算出したニードルの推定位置Srと図2のマップを用いてエゼクタにおけるガスの流れやすさCを算出する。続いて、制御部5は、算出したエゼクタにおけるガスの流れやすさCと上記式9を用いてエゼクタからの水素ガスの供給流量Qgを算出する。続いて、制御部5は、算出した水素ガスの供給流量Qgを、以下の式12に代入して燃料電池の許容出力電流Iを算出する。
Subsequently, the
上記式12のQgは水素ガスの供給流量であり、Nは燃料電池のセル数である。続いて、制御部5は、算出した許容出力電流Iを上限とする出力電流指令を燃料電池に出力する。これにより、燃料電池の出力電流は許容出力電流I以下に抑制される。
In the above equation 12, Q g is the supply flow rate of hydrogen gas, and N is the number of fuel cells. Subsequently, the
このようにニードルの動作遅れを考慮することで、燃料電池の出力電流を、ニードルの推定位置に応じた許容出力電流以下に抑えることができるため、ニードルの動作遅れによる水素ガス不足を防止することが可能となる。 By considering the needle operation delay in this way, the output current of the fuel cell can be suppressed to an allowable output current or less according to the estimated position of the needle, thereby preventing a shortage of hydrogen gas due to the needle operation delay. Is possible.
上述してきたように、第2実施形態における燃料電池システムによれば、簡易な構成でエゼクタから燃料電池に供給される水素ガスの圧力を燃料電池の許容圧力以下に抑制することができる。また、エゼクタによる水素ガスの供給量を簡易に算出し、エゼクタによる水素ガスの供給を的確に制御させることができる。 As described above, according to the fuel cell system of the second embodiment, the pressure of the hydrogen gas supplied from the ejector to the fuel cell can be suppressed to an allowable pressure of the fuel cell or less with a simple configuration. In addition, the amount of hydrogen gas supplied by the ejector can be easily calculated, and the supply of hydrogen gas by the ejector can be accurately controlled.
なお、上述した各実施形態では、本発明に係る燃料電池システムを燃料電池車両に搭載した場合について説明しているが、燃料電池車両以外の各種移動体(ロボット、船舶、航空機等)にも本発明に係る燃料電池システムを適用することができる。また、本発明に係る燃料電池システムを、建物(住宅、ビル等)用の発電設備として用いられる定置用発電システムに適用することもできる。 In each of the above-described embodiments, the case where the fuel cell system according to the present invention is mounted on a fuel cell vehicle has been described, but the present invention is also applied to various mobile bodies (robots, ships, aircrafts, etc.) other than the fuel cell vehicle. The fuel cell system according to the invention can be applied. Moreover, the fuel cell system according to the present invention can also be applied to a stationary power generation system used as a power generation facility for buildings (houses, buildings, etc.).
1…燃料電池システム、2…燃料電池、3…酸化ガス配管系、4…水素ガス配管系、5…制御部、40…水素タンク、41…水素供給流路、42…水素循環流路、44…調整弁、45…エゼクタ、47…排出流路、48…排気排水弁、P1,P2…圧力センサ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell system, 2 ... Fuel cell, 3 ... Oxidation gas piping system, 4 ... Hydrogen gas piping system, 5 ... Control part, 40 ... Hydrogen tank, 41 ... Hydrogen supply flow path, 42 ... Hydrogen circulation flow path, 44 ... Adjustment valve, 45 ... Ejector, 47 ... Discharge passage, 48 ... Exhaust drain valve, P1, P2 ... Pressure sensor
Claims (9)
前記燃料ガスを燃料供給源から前記燃料電池に供給するための燃料供給流路と、
前記燃料供給流路に設けられ、前記燃料供給源から供給される前記燃料ガスを前記燃料電池から排出された燃料オフガスと合流させて前記燃料電池に供給するエゼクタと、
前記燃料供給流路のうちの前記エゼクタよりも上流側に設けられ、前記エゼクタへの前記燃料ガスの供給を遮断または許容する弁と、を備え、
前記エゼクタの入口側における前記燃料ガスの圧力値と前記エゼクタの出口側における前記燃料ガスの圧力値とが等しくなった場合でも、前記エゼクタの出口側における前記燃料ガスの圧力値が前記燃料電池の許容圧力値以下になるように、前記エゼクタの入口側における前記燃料ガスの圧力の上限値が定められていることを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell that receives supply of an oxidizing gas and a fuel gas, and generates electric power by an electrochemical reaction of the reactive gas;
A fuel supply flow path for supplying the fuel gas from a fuel supply source to the fuel cell;
An ejector that is provided in the fuel supply flow path and that combines the fuel gas supplied from the fuel supply source with the fuel off-gas discharged from the fuel cell and supplies the fuel gas to the fuel cell;
A valve that is provided upstream of the ejector in the fuel supply flow path, and that shuts off or allows the supply of the fuel gas to the ejector,
Even when the pressure value of the fuel gas at the inlet side of the ejector is equal to the pressure value of the fuel gas at the outlet side of the ejector, the pressure value of the fuel gas at the outlet side of the ejector is the same as that of the fuel cell. An upper limit value of the pressure of the fuel gas on the inlet side of the ejector is determined so as to be equal to or lower than an allowable pressure value.
前記エゼクタの入口側における前記燃料ガスの圧力値が前記エゼクタの入口側における前記燃料ガスの圧力の上限値を超過する場合に、少なくとも当該超過分の圧力を低減させる制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 The ejector is an ejector having a constant nozzle diameter,
When the pressure value of the fuel gas on the inlet side of the ejector exceeds the upper limit value of the pressure of the fuel gas on the inlet side of the ejector, it further comprises control means for reducing at least the excess pressure. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3.
前記燃料循環流路の前記燃料オフガスおよび水分を外部に排出するための排出弁と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記排出弁を開弁させることにより、前記超過分の圧力を低減させることを特徴とする請求項4記載の燃料電池システム。 A fuel circulation passage for returning the fuel off-gas to the fuel gas supply passage;
A discharge valve for discharging the fuel off-gas and moisture in the fuel circulation channel to the outside, and
The fuel cell system according to claim 4, wherein the control means reduces the excess pressure by opening the discharge valve.
前記エゼクタに求められる燃料ガスの供給流量を算出し、当該算出した供給流量に応じた前記ニードルの位置を算出し、当該算出した前記ニードルの位置をニードル目標位置として前記ニードルを移動させる制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 The ejector is an ejector whose nozzle diameter varies according to the position of the needle,
Control means for calculating a supply flow rate of the fuel gas required for the ejector, calculating a position of the needle according to the calculated supply flow rate, and moving the needle using the calculated needle position as a needle target position. The fuel cell system according to claim 1, further comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008131630A JP5321950B2 (en) | 2008-05-20 | 2008-05-20 | Fuel cell system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008131630A JP5321950B2 (en) | 2008-05-20 | 2008-05-20 | Fuel cell system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009283170A true JP2009283170A (en) | 2009-12-03 |
| JP5321950B2 JP5321950B2 (en) | 2013-10-23 |
Family
ID=41453436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008131630A Expired - Fee Related JP5321950B2 (en) | 2008-05-20 | 2008-05-20 | Fuel cell system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5321950B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010272279A (en) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel supply device for fuel cell |
| CN116379018A (en) * | 2023-03-21 | 2023-07-04 | 同济大学 | An adjustable injector system for a fuel cell and its flow control method |
| CN119230876A (en) * | 2024-10-22 | 2024-12-31 | 三一氢能科技有限公司 | Fuel cell hydrogen supply system, hydrogen supply control method, device and electronic equipment |
| CN120237236A (en) * | 2025-04-03 | 2025-07-01 | 华中科技大学 | A fuel cell hybrid power supply system and interval efficiency control method thereof |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005158556A (en) * | 2003-11-27 | 2005-06-16 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel cell system |
| JP2006220065A (en) * | 2005-02-10 | 2006-08-24 | Honda Motor Co Ltd | High pressure gas supply system |
| JP2007165263A (en) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Toyota Motor Corp | Fuel cell system and method for stopping operation |
-
2008
- 2008-05-20 JP JP2008131630A patent/JP5321950B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005158556A (en) * | 2003-11-27 | 2005-06-16 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel cell system |
| JP2006220065A (en) * | 2005-02-10 | 2006-08-24 | Honda Motor Co Ltd | High pressure gas supply system |
| JP2007165263A (en) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Toyota Motor Corp | Fuel cell system and method for stopping operation |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010272279A (en) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel supply device for fuel cell |
| CN116379018A (en) * | 2023-03-21 | 2023-07-04 | 同济大学 | An adjustable injector system for a fuel cell and its flow control method |
| CN116379018B (en) * | 2023-03-21 | 2025-11-25 | 同济大学 | An adjustable ejector system for fuel cells and its flow control method |
| CN119230876A (en) * | 2024-10-22 | 2024-12-31 | 三一氢能科技有限公司 | Fuel cell hydrogen supply system, hydrogen supply control method, device and electronic equipment |
| CN120237236A (en) * | 2025-04-03 | 2025-07-01 | 华中科技大学 | A fuel cell hybrid power supply system and interval efficiency control method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5321950B2 (en) | 2013-10-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5041272B2 (en) | Fuel cell system and moving body | |
| JP4756465B2 (en) | Fuel cell system and moving body | |
| JP4438854B2 (en) | Fuel cell system | |
| CN101496209B (en) | Fuel cell system | |
| JP4883360B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP5120590B2 (en) | Fuel cell system and injector diagnostic method | |
| JP4359856B2 (en) | Fuel cell system and moving body | |
| US20090253008A1 (en) | Fuel cell system | |
| JP4655082B2 (en) | Fuel cell system | |
| US8758952B2 (en) | Fuel cell system with vibration control | |
| JP5158558B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP5321950B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP2007305563A (en) | Fuel cell system and displacement estimation method | |
| JP5376390B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP5316834B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP5013307B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP2007317597A (en) | Fuel cell system and diagnostic method of closing valve | |
| JP5392592B2 (en) | Fuel cell system and impurity concentration estimation method | |
| JP5070794B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP4863052B2 (en) | Fuel cell system and moving body | |
| JP2008218034A (en) | Fuel cell system and control method thereof | |
| JP5339223B2 (en) | Fuel cell system and control method thereof | |
| JP5088609B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP2008140642A (en) | Fuel cell system | |
| JP2008004320A (en) | Fuel cell system and moving body |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101012 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121130 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121206 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130130 |
|
| 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: 20130621 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130704 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5321950 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |