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JP2002141073A - 移動体用燃料電池システム - Google Patents

移動体用燃料電池システム

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Publication number
JP2002141073A
JP2002141073A JP2000332946A JP2000332946A JP2002141073A JP 2002141073 A JP2002141073 A JP 2002141073A JP 2000332946 A JP2000332946 A JP 2000332946A JP 2000332946 A JP2000332946 A JP 2000332946A JP 2002141073 A JP2002141073 A JP 2002141073A
Authority
JP
Japan
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fuel cell
value
cell system
load
load value
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
Application number
JP2000332946A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasukazu Iwasaki
靖和 岩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2000332946A priority Critical patent/JP2002141073A/ja
Priority to CNB018023878A priority patent/CN1232415C/zh
Priority to US10/069,499 priority patent/US7059436B2/en
Priority to KR10-2002-7006241A priority patent/KR100455453B1/ko
Priority to EP01974742A priority patent/EP1250243A1/en
Priority to PCT/JP2001/008855 priority patent/WO2002036385A1/en
Publication of JP2002141073A publication Critical patent/JP2002141073A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高効率、低価格の移動体用燃料電池システム
を提供する。 【解決手段】 改質ガスと酸素を用いて発電を行う燃料
電池（４）の電力を駆動源とする移動体用燃料電池シス
テムにおいて、移動体の走行に必要な電気負荷要求値ま
たは電気負荷要求値の平均値を求め、この値が所定の負
荷値以下の場合に前記燃料電池（４）を定負荷運転し、
所定の負荷値を越えた場合に、電気負荷要求値または電
気負荷要求値の平均値に応じた可変負荷運転を行うよう
に制御するので、燃料電池システムに設置される各種セ
ンサや流量制御バルブの分解能や精度への要求が抑えら
れ、コストを引き下げることができると共に、効率のよ
い運転状態をより継続させることによって燃費を改善で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、移動体用燃料シ
ステムの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】移動体用の燃料電池システムは、電気負
荷が０〜１００％負荷の範囲内で時間とともに著しく変
化することが定置型燃料電池発電プラントと異なる大き
な特徴点である。
【０００３】従来、この種の燃料電池システムとしては
特開平４−５１４６６号公報や特開平９−７６１８号公
報に記載のものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
４−５１４６６号公報に記載の燃料電池システムは、燃
料電池の出力側にバッテリを設け、負荷が燃料電池の出
力を上回る場合にバッテリで不足電力分を補い、負荷が
燃料電池の出力を下回る場合には、余剰の発電電力をバ
ッテリに蓄える、ハイブリッド方式の燃料電池システム
である。
【０００５】このようなシステムでは、大容量のバッテ
リを必要とするためにコストが高くなり、かつ最大定格
負荷での走行持続時間がバッテリ容量で制限されるとい
う問題がある。さらにバッテリのサイズが大型のために
移動体に搭載時のレイアウト性が悪いという課題もあ
る。
【０００６】一方、特開平９−７６１８号公報に記載の
燃料電池システムは、特開平４−５１４６６号公報のバ
ッテリ容量が大きいという課題を解決するもので、電気
負荷の平均値に基づいて運転負荷を定めることで、バッ
テリの容量を抑えるものである。しかしながらこのよう
な制御内容では後述するように通常使用時の走行パター
ンで燃料消費量が悪化するという問題がある。さらには
０〜１００％負荷の幅広い電気負荷に対応するために
は、高応答、高精度、高分解能なセンサや流量制御バル
ブ類が必要が必要となりコストが高くなり、制御性も困
難となる。
【０００７】そこで本発明は、このような問題を解決す
る、移動体用燃料電池システムを提供することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、水素を含
む改質ガスと酸素を用いて発電を行う燃料電池と、前記
燃料電池が発電した電力を蓄電するバッテリと、を備え
た移動体用燃料電池システムにおいて、移動体の走行に
必要な電気負荷要求値または電気負荷要求値の平均値を
求め、この値が所定の負荷値以下の場合に前記燃料電池
を定負荷運転し、所定の負荷値を越えた場合にのみ、電
気負荷要求値または電気負荷要求値の平均値に応じた可
変負荷運転を行うように制御する手段を備える。
【０００９】第２の発明は、第１の発明において、前記
所定の負荷値以下の場合には、所定の負荷値による定常
運転とアイドル運転または前記燃料電池システム停止の
固定負荷運転との間で切換運転を行う。
【００１０】第３の発明は、第２の発明において、前記バ
ッテリの残量が上限値に達したときは、所定の負荷値に
よる定常運転からアイドル運転またはシステム停止に切
換えられる。
【００１１】第４の発明は、第１から３の発明のいずれ
か一つにおいて、前記所定の負荷値は前記燃料電池シス
テムの最高効率運転点に近接する領域内にある。
【００１２】第５の発明は、第１または２の発明におい
て、前記所定の負荷値以上の場合には、負荷値が電気負
荷要求値または電気負荷要求値の平均値となるように制
御する連続運転を行う。
【００１３】第６の発明は、第１または２の発明におい
て、前記バッテリの充電量の残量を検出する手段を備
え、充電量の残量が所定の下限値に達した場合に前記燃
料電池システムを駆動して発電し、充電量の残量が所定
の上限値に達した場合に前記燃料電池システムをアイド
ル運転または停止する。
【００１４】第７の発明は、第１から６のいずれか一つ
の発明において、前記所定の負荷値を前記バッテリの充
電量の残量で補正する。
【００１５】第８の発明は、第１から７のいずれか一つ
の発明において、移動体の電気負荷要求値の平均値は、
燃料電池システムの起動時間より短い時間間隔で、その
間隔中に入力されたすべての電気負荷要求値から算出さ
れる。
【００１６】
【発明の効果】第１、２の発明では、燃料電池が発電
し、その電力をバッテリが蓄電する移動体用燃料電池シ
ステムにおいて、移動体の走行に必要な電気負荷要求値
または電気負荷要求値の平均値を求め、この値が所定の
負荷値以下の場合に前記燃料電池は、所定の負荷値によ
る定負荷運転とアイドル運転または前記燃料電池システ
ム停止の固定負荷運転との間で切換運転を行い、所定の
負荷値を越えた場合に、電気負荷要求値または電気負荷
要求値の平均値に応じた可変負荷運転を行うように制御
するので、所定の負荷値以下の、つまり、通常走行時の
システムとしての効率を向上できる。また、燃料電池シ
ステムに設置される各種センサや流量制御バルブは所定
の負荷値以上で定格値以下の負荷範囲に対応すればよい
ため、分解能や精度への要求が抑えられ、コストを引き
下げることができる。所定の負荷値以下の負荷では所定
負荷値で運転するかアイドル運転または停止のいずれか
で運転するので、応答性に対する要求値も低くてよく、
コスト低減につながる。
【００１７】第３の発明では、前記バッテリの残量が上
限値に達したときは、所定の負荷値による定常運転から
アイドル運転またはシステム停止に切換えられるので、
バッテリの過充電を防止できる。
【００１８】第４の発明では、前記所定の負荷値は前記
燃料電池システムの最高効率運転点に近接する領域内に
あるので、第１、２の発明の効果であるシステム効率の
向上が最適化されると共に、補機負荷の要求やバッテリ
の蓄電状況等に応じて、好適な定負荷運転を実現するこ
とができる。
【００１９】第５の発明では、前記所定の負荷値以上の
場合には、負荷値が電気負荷要求値または電気負荷要求
値の平均値となるように制御する連続運転を行うので、
所定の負荷値以上（一般に高負荷走行時）でのシステム
の効率が向上する。また所定の負荷値以上定格値以下の
負荷範囲でセンサや流量制御バルブの応答性に対する要
求が低くでき、コストを低減できる。
【００２０】第６の発明では、前記バッテリの充電量の
残量を検出する手段を備え、充電量の残量が所定の下限
値に達した場合に前記燃料電池システムを駆動して発電
し、充電量の残量が所定の上限値に達した場合に前記燃
料電池システムをアイドル運転または停止するので、燃
料電池システムの頻繁な停止またはアイドル運転、なら
びに頻繁な再運転が抑制され、停止と再運転に起因する
システム効率の悪化が抑制できる。
【００２１】第７の発明では、前記所定の負荷値を前記
バッテリの充電量の残量で補正するので、電気負荷要求
値の平均値が所定の負荷値相当あるいはわずかに下回る
状況が続いてもバッテリは速やかに充電され、移動体の
キーオフ時に十分なバッテリの充電量を確保することが
できる。
【００２２】第８の発明は、移動体の電気負荷要求値の
平均値は、燃料電池システムの起動時間より短い時間間
隔で、その間隔中に入力されたすべての電気負荷要求値
から算出されるので、燃料電池の起動を完了するまでに
燃料電池システムの運転開始時の運転負荷値を定めるこ
とができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】図１に本発明の燃料電池システム
を自動車に用いた場合の構成を示す。
【００２４】改質器１には水タンク２とメタノールタン
ク３からそれぞれ水と炭化水素系燃料としてのメタノー
ルが原燃料として供給され、水蒸気改質し、水素を含ん
だ改質ガスを生成し、改質ガスは燃料電池４のアノード
極に供給される。
【００２５】なお始動時等、改質器１の充填された触媒
が活性温度に達していない場合には、コンプレッサ５か
ら酸化剤としての空気が改質器１に供給されて、メタノ
ールの部分酸化による改質も行われる。ここで、水蒸気
改質は吸熱反応であり、部分酸化反応は発熱反応であ
る。
【００２６】燃料電池４のカソード極にはコンプレッサ
５から空気が供給され、改質ガス中の水素と空気中の酸
素を用いて発電される。発電に用いられなかった余剰の
水素と酸素は排水素ガス、排酸素ガスとして燃焼器６に
供給されて燃焼される。燃焼器６にはコンプレッサ５か
ら空気が供給されても良い。
【００２７】この燃焼熱は改質器１に供給される原燃料
のメタノ−ルや水の気化に用いられるとともに、改質器
１での水蒸気改質時の吸熱を補う熱源として用いられ
る。燃焼後の燃焼ガスは排気ガスとして大気中に排出さ
れる。
【００２８】以上のように燃料電池システム１００は構
成される。
【００２９】さらにバッテリ７が電力調整器８を介して
燃料電池４に接続される。バッテリ７は、電力調整器８
の制御によって燃料電池４で発電された電力のうち余剰
電力を蓄電するとともに、自動車が減速する際のモータ
９による回生電力を蓄電する。さらにモータ９による走
行電力や、改質器１、コンプレッサ５、燃焼器６で消費
する補機電力を賄うだけの発電が燃料電池４で発電され
なかった場合に、バッテリ７が放電し、不足電力を補
う。
【００３０】制御装置１０はアクセルの踏込み量を検出
するポジショニングセンサ１１と車速センサ１２の出力
信号に基づいて要求電力を算出し、さらにバッテリ７に
設けたバッテリ残量検出手段１３からの信号に基づき、
燃料電池システム１００を制御するとともに、電力調整
器８の電力配分を制御する。モータ９はバッテリ８から
の供給電力を受けて出力回転し、ギア１４を介して駆動
輪１５に動力が伝達される。
【００３１】さらにバッテリ残量検出手段１３がバッテ
リ７に設置されており、その検出信号が制御装置１０に
出力される。この検出信号に基づき制御装置１０が燃料
電池システム１００を制御するが、その詳しい制御内容
については図２を用いて説明する。
【００３２】まずステップＳ１でバッテリ残量検出手段
１３からの出力値であるバッテリ充電量の残量値（以
下、バッテリ充電残量値をＳＯＣという。）を読込む。
【００３３】ステップＳ２で、制御装置１０に格納され
ている値Ｘを判定し、Ｘ＝１の場合にはステップＳ３に
進み、Ｘ＝０の場合にはステップＳ４に進む。
【００３４】ステップＳ３ではＳＯＣ値がその上限値で
あるＳＯＣ Ｈ値より大きいかどうかを判定し、ＳＯＣ
値がＳＯＣ Ｈ値以下の場合にはステップＳ５に進み、
大きい場合にはステップＳ６に進む。
【００３５】ステップＳ５で図３に示すマップで定まる
運転負荷で燃料電池システム１００を後述するように制
御し、ステップＳ９に進む。
【００３６】ＳＯＣ値が上限値より大きいときは、ステ
ップＳ６で格納されている値Ｘとして０を格納し、ステ
ップＳ８に進む。
【００３７】ステップＳ２で格納されている値Ｘが０の
時にはステップＳ４に進み、ＳＯＣ値がその下限値であ
るＳＯＣ Ｌ値より小さいかどうかを判定し、ＳＯＣ値
がＳＯＣ Ｌ値より小さい場合にはステップＳ７に進
み、ＳＯＣ Ｌ値以上の場合にはステップＳ８に進む。
【００３８】ステップＳ７では格納されている値Ｘとし
て１を格納し、ステップＳ９に進む。
【００３９】ステップＳ８では燃料電池システム１００
をアイドル運転または停止するように制御し、ステップ
Ｓ９に進む。ここで燃料電池システム１００の停止とは
まさに停止であって、燃料電池システム１００の放熱損
等により各部の温度が徐々に低下していくことになる。
またアイドル運転は、燃料電池４による発電と燃料電池
システムの空気供給等の補機電力が釣合った状態での運
転、あるいは改質器１や図示しない原燃料を気化する蒸
発器の温度が下がりすぎない程度にホットスタンバイ状
態を維持するための運転状態を意味する。
【００４０】ステップＳ９で制御をスタートに戻す。
【００４１】このように制御することで、燃料電池シス
テムの頻繁な停止またはアイドル運転、ならびに頻繁な
再運転が抑制されて、停止と再運転に起因するシステム
効率の悪化が抑制される。
【００４２】次に図３に示したマップについて説明する
と、基本的には電気負荷要求値の時間平均値から燃料電
池システム１００の運転負荷を定めている。
【００４３】図中領域Ａは、燃料電池システム１０の最
大効率運転点に対応する電力よりも電気負荷要求値の時
間平均値が下回る領域であり、ここではバッテリ７のＳ
ＯＣ値が上限値でなければ最大効率運転点で定負荷運転
を行い、上限値のときにはアイドル運転または停止との
切換運転を行う領域である。
【００４４】領域Ｂは、電気負荷要求値の時間平均値ま
たは電気負荷要求値そのものを燃料電池システム１００
の運転負荷とする領域で、運転負荷は電気負荷要求値の
時間平均値または電気負荷要求値そのものを追従するよ
うに制御される。このようにすることで高負荷走行時の
システム効率を向上でき、またセンサや流量制御バルブ
は所定の負荷値（最大効率運転点）以上定格値以下の負
荷範囲で対応すればよいので、その応答性に対する要求
が低くでき、コストを低減できる。
【００４５】領域Ｃは、電気負荷要求値の時間平均値が
燃料電池システムの最大負荷を上回っている領域で、燃
料電池システム１００は最大負荷運転を行い、不足電力
分が常にバッテリ７から補充される領域である。走行用
モータ９の最大定格が燃料電池システム１００の最大定
格を下回るような設計であれば、この領域は存在しない
ことになる。
【００４６】燃料電池システム１００の最小負荷運転
（最大効率運転点と同一、または若干下回る）とアイド
ル運転または停止との間の領域は、本発明の燃料電池シ
ステム１００が対応する必要のない負荷領域となり、燃
料電池システム１００はターンダウン比の大きな燃料電
池システムである必要がないので、センサや流量制御バ
ルブに対する応答性の要求を抑えられ、低コストとな
る。なお、ターンダウン比とは、燃料電池の定格と実際の
そのときの運転負荷との比を表すもので、例えば最大定
格１００％に対して最低負荷運転が２０％の場合に、タ
ーンダウン比は５となり、エンジンの最大回転速度が８
０００ｒｐｍで、アイドル回転速度が８００ｒｐｍの場
合はターンダウン比は１０となる。
【００４７】図４は、図３の領域Ｂにおける燃料電池シ
ステムの運転負荷をバッテリ残量で補正するためのマッ
プである。ＳＯＣの上限値（ＳＯＣ Ｈ値）であれば、
運転負荷を補正せず、上限値から少なくなるほど運転負
荷の補正量を増やし、余裕の出た発電量の一部をバッテ
リ７の充電に回し、上限値を超えるほど、運転負荷を減
らすように補正し、余分な発電を抑制する。
【００４８】図５は、図３の領域Ａと領域Ｂとの運転モ
ードを切り換える、電気負荷要求値の時間平均値（図中
のＧ点）をバッテリ残量で補正するためのマップであ
る。ＳＯＣの上限値であれば、運転モード切換点Ｇを補
正せず、上限値から少なくなるほど運転モード切換点Ｇ
を時間平均値が小さくなる方向に補正し、上限値を超え
るほど、運転モード切換点Ｇを時間平均値が大きくなる
方向に補正する。このようにすることで、電気負荷要求
値の時間平均値が所定の負荷値相当あるいはわずかに下
回る状況が続いてもバッテリは速やかに充電され、移動
体のキーオフ時に十分なバッテリの充電量を確保するこ
とができる。即ち、図３の切換点Ｇを最高効率点Ｇ＝２
０％負荷とすれば、これに「近接する」近傍の領域内で
増減する方向に可変設定される。
【００４９】図６は、図３のマップに、図４ならびに図
５のバッテリ残量による補正を加えたマップである。図
２に示すフローチャートでは、図６のマップに基づき燃
料電池システム１００の運転負荷を定める。
【００５０】次に図７から図１３を用いて、本実施形態
の作用につき説明する。
【００５１】まず図７は、燃料電池自動車の通常運転時
における電気負荷（ここでは走行負荷）の要求値の例を
示す。また、図７の所定時間での平均値（その時刻にお
ける過去２０秒間の電気負荷の要求値の平均）を図８に
示す。ここで平均値を算出する時間は燃料電池システム
の起動時間よりも短いことが望ましい。燃料電池システ
ムの起動時間よりも短くすることで、燃料電池の起動を
完了するまでに燃料電池システムの運転開始時の運転負
荷値を定めることができる。
【００５２】図９は、燃料電池システムのシステム効率
依存性を示す。図中領域Ｄは燃料電池そのものの効率は
高いものの、空気供給系の効率低下ならびに改質器１の
効率低下によりシステム効率が下がってしまう領域であ
る。
【００５３】これに対し、領域Ｆは燃料電池そのものの
効率低下ならびに燃料電池を高負荷運転させるために運
転圧力を高めるための空気供給系の効率低下により効率
が下がってしまう領域である。
【００５４】領域Ｅは領域ＤとＦとの間にあり、最大効
率運転を含むシステム効率の高い領域である図５に示し
た、電気負荷要求値の時間平均値（図５中の点Ｇ）のバ
ッテリ残量による補正は、領域Ｅ内に収まるように設定
される。
【００５５】図７に示した通常運転パターンで図９に示
した燃料電池システムを搭載した燃料電池自動車が走行
した場合の燃料消費量を図１０に示す。図１０の横軸は
図３の最小負荷運転に対応する負荷をパラメータとす
る。燃料電池システムが０〜１００％負荷の全負荷領域
をカバーしている場合には、便宜上システムの最低負荷
０（ゼロ）のところに相当するものとする。以下、燃料
電池システムの運転ケースに分けて説明する。
【００５６】ケース１：高応答性、高分解能、高精度の
センサや流量制御バルブを有する燃料電池システムを搭
載した移動体を図７に示した電気負荷の要求値に全負荷
域で追従させて燃料電池システムを運転した場合の燃料
消費量を示す。このケースは従来技術の特開平９−７６
１８号公報の技術に相当する。
【００５７】ケース２：図８に示した電気負荷要求値の
時間平均に全負荷域で追従させて燃料電池システムを運
転した場合の燃料消費量を示す。この場合には高分解
能、高精度のセンサや流量制御バルブを有する燃料電池
システムを搭載する必要があるものの、応答性に対する
要求は低減することができる。ケース１より燃料消費量
が悪化してしまうのは、通常走行時では、図９の領域Ｄ
に対応する電気負荷を要求される頻度が高く、要求値の
時間平均をとることにより、さらに効率の悪い側のシス
テム負荷を多用してしまうためである。
【００５８】ケース３：燃料電池システムの運転負荷を
図３の領域Ｂに限定して電気負荷の要求値そのものに追
従するように運転した場合の燃料消費量を示す。ケース
１と２に比較して燃料消費量が減少し、システムの最低
負荷がシステムの最高効率運転点と等しい点にて最適燃
料消費量が得られる。燃料電池システムはシステム最低
負荷〜１００％負荷の負荷範囲で対応すればよいので、
ターンダウン比が５程度の小さなシステムでよく、セン
サや流量制御バルブの分解能や精度が高い必要がなく、
システム価格を低価格に抑えることができる。
【００５９】ケース４：燃料電池システムの運転負荷を
図３の領域Ｂに限定して電気負荷の要求値の時間平均値
に追従するように運転した場合の燃料消費量を示す。こ
のケースでは、ケース３よりもさらに燃料消費量が減少
する。システムの最低負荷がシステムの最高効率運転点
と等しい点にて最適燃料消費量が得られる点はケース３
と同様であり、したがって、ターンダウン比が５程度の
小さなシステムでよく、センサや流量制御バルブの分解
能や精度が高い必要がないという効果もケース３と同様
である。ケース４の場合には、ケース３の効果に加え
て、応答性に対する要求もケース３に対して低くするこ
とができるという特有の効果がある。
【００６０】ケース１とケース４のシステム効率の時間
変化をそれぞれ図１１と図１２に示す。図１１では、タ
ーンダウン比の大きな、高応答性、高分解能、高精度な
燃料電池システムを用いて、システム効率の悪い領域を
多用した運転であることがわかる。一方図１２では、タ
ーンダウン比の小さな、応答性、分解能、精度の高くな
い燃料電池システムを用いて、最大効率点近傍のみで運
転していることがわかる。したがって、安価な燃料電池
システムと安価なバッテリを用いて、燃料消費量の少な
いハイブリッド方式の移動体用燃料電池システムを実現
することができる。
【００６１】ケース４におけるバッテリ残量の時間変化
を図１３に示す。図中点Ｈは燃料電池システムの起動時
間中に燃料電池システムの起動に要する電力ならびに走
行電力をバッテリで賄ったためにＳＯＣが下がってしま
った点である。また、ＳＯＣ Ｈ以上に充電されている箇
所は、自動車の回生エネルギを回収したためである。な
お、図中ＯＦＦは上限値（ＳＯＣ Ｈ値）に到達し、燃
料電池システムの運転が停止されること、ＯＮは下限値
（ＳＯＣ Ｌ値）になり、定負荷での定常運転が開始さ
れることを意味する。
【００６２】なお本発明はこれまで説明してきた実施形
態に限定されるものではない。例えば、電気負荷の時間
平均を例に説明したが、平滑化する演算手段、例えば、
遅れ時定数を有するフィルタであっても良い。また改質
器を有する燃料電池システムを例として説明したが、改
質器がなく、水素貯蔵システムを有する燃料電池システ
ムであっても良い。また電気負荷の要求値でなく、実際
に消費している負荷値であっても良い。さらに走行負荷
が主たる電気負荷として説明したが、走行負荷のみでな
く、エアコン等の補機電力を含めた電気負荷であっても
良い。なぜならこの程度の差異はバッテリにて吸収でき
るからである。さらに本発明は既に述べた通りエネルギ
回生システムやアイドル停止システム等を含む複合式の
移動体をも含むものであることを明らかにするものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態の全体構成図である。
【図２】 本発明のシーケンスの説明図である。
【図３】 同じく電気負荷要求値の時間平均値から燃料
電池システムの運転負荷を定めるマップである。
【図４】 同じくバッテリ残量から燃料電池システムの
運転負荷を補正するマップである。
【図５】 同じくバッテリ残量から運転モードの切換ポ
イントを補正するマップである。
【図６】 同じく電気負荷要求値の時間平均値から燃料
電池システムの運転負荷を定めるマップで、バッテリ残
量による補正を行ったマップである。
【図７】 通常の運転走行における電気負荷要求値を示
す図である。
【図８】 同じく通常の運転走行における電気負荷要求
値の時間平均値を示す図である。
【図９】 燃料電池システムのシステム効率のシステム
負荷依存性を示す図である。
【図１０】 本発明における実走行燃料消費量を示す図
である。
【図１１】 従来技術における燃料電池システム効率の
時間変化を示す図である。
【図１２】 本発明における燃料電池システム効率の時
間変化を示す図である。
【図１３】 本発明におけるバッテリ残量の時間変化を
示す図である。
【符号の説明】
１ 改質器 ２ 水タンク ３ メタノールタンク ４ 燃料電池 ５ コンプレッサ ６ 燃焼器 ７ バッテリ ８ 電力調整器 １０ 制御装置 １００ 燃料電池システム

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】水素を含む改質ガスと酸素を用いて発電を
    行う燃料電池と、 前記燃料電池が発電した電力を蓄電するバッテリと、を
    備えた移動体用燃料電池システムにおいて、 移動体の走行に必要な電気負荷要求値または電気負荷要
    求値の平均値を求め、この値が所定の負荷値以下の場合
    に前記燃料電池を定負荷運転し、所定の負荷値を越えた
    場合に、電気負荷要求値または電気負荷要求値の平均値
    に応じた可変負荷運転を行うように制御する手段を備え
    たことを特徴とする移動体用燃料電池システム。
  2. 【請求項２】前記所定の負荷値以下の場合の定負荷運転
    には、所定の負荷値による定常運転とアイドル運転また
    は前記燃料電池システム停止とが含まれることを特徴と
    する請求項１に記載の移動体用燃料電池システム。
  3. 【請求項３】前記バッテリの残量が上限値に達したとき
    は、所定の負荷値による定常運転からアイドル運転また
    はシステム停止に切換えられることを特徴とする請求項
    ２に記載の移動体用燃料電池システム。
  4. 【請求項４】前記所定の負荷値は前記燃料電池システム
    の最高効率運転点に近接する領域内にあることを特徴と
    する請求項１から３のいずれか一つに記載の移動体用燃
    料電池システム。
  5. 【請求項５】前記所定の負荷値以上の場合には、負荷値
    が電気負荷要求値または電気負荷要求値の平均値となる
    ように制御する連続運転を行うことを特徴とする請求項
    １または２に記載の移動体用燃料電池システム。
  6. 【請求項６】前記バッテリの充電量の残量を検出する手
    段を備え、 充電量の残量が所定の下限値に達した場合に前記燃料電
    池システムを駆動して発電し、充電量の残量が所定の上
    限値に達した場合に前記燃料電池システムをアイドル運
    転または停止することを特徴とする請求項１または２に
    記載の移動体用燃料電池システム。
  7. 【請求項７】前記所定の負荷値を前記バッテリの充電量
    の残量で補正することを特徴とする請求項１から６のい
    ずれか一つに記載の移動体用燃料電池システム。
  8. 【請求項８】移動体の電気負荷要求値の平均値は、燃料
    電池システムの起動時間より短い時間間隔で、その間隔
    中に入力されたすべての電気負荷要求値から算出される
    ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載
    の移動体用燃料電池システム。
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