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JP2009158165A - Fuel cell system and its control method - Google Patents

Fuel cell system and its control method Download PDF

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JP2009158165A
JP2009158165A JP2007332478A JP2007332478A JP2009158165A JP 2009158165 A JP2009158165 A JP 2009158165A JP 2007332478 A JP2007332478 A JP 2007332478A JP 2007332478 A JP2007332478 A JP 2007332478A JP 2009158165 A JP2009158165 A JP 2009158165A
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fuel cell
current
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cell system
voltage
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JP2007332478A
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Kenji Mayahara
健司 馬屋原
Atsushi Imai
敦志 今井
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology to suppress deterioration of a load followability of a fuel cell system. <P>SOLUTION: When detecting that an output voltage of at least one single cell 1 of a fuel cell stack 10 has dropped further than a prescribed threshold value Vt, a voltage recovery processing is carried out in a control part 40. As the voltage recovery processing, concretely, a current limiting treatment (Fig.4(C); time t2 to time t3) to lower an output current of the fuel cell stack 10, and a current recovery treatment (Fig.4(C); time t3 to time t4) to recover the output current lowered by the current limiting treatment are carried out. In the control part 40, the current recovery treatment is controlled so that it is completed in a shorter time than that of the current limiting treatment. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、燃料電池に関する。   The present invention relates to a fuel cell.

燃料電池は、一般に、電解質膜を電極で挟持した発電体(膜電極接合体)が複数個積層されたスタック構造を有している。燃料電池は、各発電体における発電電力を集電して外部負荷へと供給するため、各発電体が一様に発電できることが好ましい。   A fuel cell generally has a stack structure in which a plurality of power generators (membrane electrode assemblies) each having an electrolyte membrane sandwiched between electrodes are stacked. Since the fuel cell collects the power generated in each power generator and supplies it to an external load, it is preferable that each power generator can generate power uniformly.

しかし、燃料電池では、一部の発電体のみの内部抵抗が著しく増大してしまったり、一部の発電体のみの反応ガスの供給量が著しく不足してしまう場合がある。この場合には、当該一部の発電体の出力電力が他の発電体より低下してしまうため、燃料電池全体の発電効率が低下してしまう。また、この状態で燃料電池の発電を継続すると、当該一部の発電体が劣化する原因ともなる。   However, in a fuel cell, the internal resistance of only some of the power generators may increase remarkably, or the reaction gas supply amount of only some of the power generators may be extremely short. In this case, since the output power of the part of the power generators is lower than that of other power generators, the power generation efficiency of the entire fuel cell is reduced. Moreover, if the power generation of the fuel cell is continued in this state, this part of the power generators may be deteriorated.

そこで、こうした一部の発電体における著しい電圧降下を検出した場合に、燃料電池全体の出力電流値を低下させて当該発電体の出力電圧値を回復させる制御処理が知られている(特許文献1)。   Therefore, when such a significant voltage drop is detected in some of the power generators, a control process is known in which the output current value of the entire fuel cell is reduced to recover the output voltage value of the power generator (Patent Document 1). ).

特開2005−197008号公報JP 2005-197008 A

しかし、上記制御処理の実行中は燃料電池の出力電流値が制限されてしまうため、当該制御処理を実行する燃料電池システムの負荷追従性は低下する。従って、例えば、当該燃料電池システムを動力源として搭載する車両等の移動体においては、その負荷追従性の低下が当該移動体のドライバビリティを低下させる原因となっていた。こうした問題は、燃料電池を動力源とする燃料電池システムや装置に共通する問題であったが、これまで十分な工夫がなされてこなかったのが実情であった。   However, since the output current value of the fuel cell is limited during the execution of the control process, the load followability of the fuel cell system that executes the control process decreases. Therefore, for example, in a moving body such as a vehicle equipped with the fuel cell system as a power source, the decrease in load followability has caused the drivability of the moving body to decrease. Such a problem is a problem common to fuel cell systems and devices using a fuel cell as a power source, but it has been the actual situation that no sufficient contrivance has been made so far.

本発明は、燃料電池システムの負荷追従性の低下を抑制する技術を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the technique which suppresses the fall of the load followability of a fuel cell system.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]燃料電池システムであって、燃料電池と、前記燃料電池システムに対する出力要求に応じて前記燃料電池の出力を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記燃料電池の出力を一時的に制限するために、前記燃料電池の電流値を前記出力要求に相当する要求電流値よりも低下させる電流制限処理を実行した後に、前記電流値を前記要求電流値まで増大させる電流回復処理を実行し、前記電流回復処理を、前記電流制限処理よりも短時間で完了する、燃料電池システム。 Application Example 1 A fuel cell system including a fuel cell and a control unit that controls an output of the fuel cell in response to an output request to the fuel cell system, the control unit including an output of the fuel cell In order to temporarily limit the current value, the current recovery is performed to increase the current value to the required current value after executing a current limiting process for reducing the current value of the fuel cell to be lower than the required current value corresponding to the output request. A fuel cell system that executes a process and completes the current recovery process in a shorter time than the current limiting process.

この燃料電池システムによれば、電流制限処理によって燃料電池の電圧を増大させることによって、燃料電池の低下した発電性能の回復を図ることができる。その際に、電流制限処理を比較的緩やかに実行することによって急激に燃料電池の出力が低下することを抑制できる。また、電流回復処理を比較的迅速に実行することによって燃料電池の出力が低下してしまう時間帯を短縮することができる。従って、燃料電池システムの負荷追従性の低下を抑制することが可能である。   According to this fuel cell system, it is possible to recover the reduced power generation performance of the fuel cell by increasing the voltage of the fuel cell by the current limiting process. At this time, the output of the fuel cell can be prevented from suddenly decreasing by executing the current limiting process relatively slowly. In addition, the time period during which the output of the fuel cell is reduced by executing the current recovery process relatively quickly can be shortened. Therefore, it is possible to suppress a decrease in load followability of the fuel cell system.

[適用例2]適用例1記載の燃料電池システムであって、さらに、前記燃料電池の電圧を計測する電圧計測部を備え、前記制御部は、前記電圧計測部の計測値が第1の閾値より小さくなったときに、前記電流制限処理を実行し、前記計測値が第2の閾値より大きくなったときに、前記電流回復処理を実行する、燃料電池システム。 Application Example 2 The fuel cell system according to Application Example 1, further including a voltage measurement unit that measures the voltage of the fuel cell, wherein the control unit has a measured value of the voltage measurement unit as a first threshold value. A fuel cell system that executes the current limiting process when it becomes smaller, and executes the current recovery process when the measured value becomes larger than a second threshold value.

この燃料電池システムによれば、必要に応じて適時、電流制限処理及び電流回復処理を実行することとなるため、より、燃料電池システムの負荷追従性の低下を抑制することができる。   According to this fuel cell system, the current limiting process and the current recovery process are executed in a timely manner as necessary, so that it is possible to further suppress a decrease in load followability of the fuel cell system.

[適用例3]適用例2記載の燃料電池システムであって、前記燃料電池は、複数の発電体を含み、前記電圧計測部は、前記複数の発電体ごとに電圧を計測し、前記制御部は、前記複数の発電体のうち少なくとも1つの計測値が前記第1の閾値より小さくなったときに、前記電流制限処理を実行し、前記計測値が前記第2の閾値より大きくなったときに、前記電流回復処理を実行する、燃料電池システム。 [Application Example 3] The fuel cell system according to Application Example 2, wherein the fuel cell includes a plurality of power generation bodies, the voltage measurement unit measures a voltage for each of the plurality of power generation bodies, and the control unit Is configured to execute the current limiting process when at least one measured value of the plurality of power generators is smaller than the first threshold value, and when the measured value is larger than the second threshold value. A fuel cell system that executes the current recovery process.

この燃料電池システムによれば、複数の単セルのうちの少なくとも1つの発電性能が低下している場合に発電性能の回復のために電流制限処理及び電流回復処理が実行される。従って、燃料電池の劣化を抑制でき、燃料電池の劣化による燃料電池システムの負荷追従性の低下を抑制できる。   According to this fuel cell system, when at least one of the plurality of single cells has a reduced power generation performance, the current limiting process and the current recovery process are executed to recover the power generation performance. Therefore, deterioration of the fuel cell can be suppressed, and a decrease in load followability of the fuel cell system due to deterioration of the fuel cell can be suppressed.

[適用例4]適用例1ないし適用例3のいずれかに記載の燃料電池システムであって、さらに、前記燃料電池の出力低下の際に、前記出力要求に対して不足する出力を補償する補助電源を備える、燃料電池システム。 [Application Example 4] The fuel cell system according to any one of Application Example 1 to Application Example 3, and further, an auxiliary device that compensates for an output that is insufficient with respect to the output request when the output of the fuel cell decreases. A fuel cell system including a power source.

この燃料電池システムによれば、外部負荷からの要求に対して燃料電池の出力が不足した場合であっても、補助電源に出力補償させることができるため、燃料電池システムの負荷追従性の低下を抑制できる。また、電流回復処理の処理速度が、電流制限処理より比較的緩やかであるため、補助電源の負荷追従性が低下することを抑制でき、燃料電池システムの負荷追従性の低下をさらに抑制できる。   According to this fuel cell system, even if the output of the fuel cell is insufficient in response to a request from an external load, the auxiliary power supply can be compensated for output, so the load followability of the fuel cell system is reduced. Can be suppressed. In addition, since the processing speed of the current recovery process is relatively slower than that of the current limiting process, it is possible to suppress the load followability of the auxiliary power source from being lowered, and to further suppress the load followability of the fuel cell system.

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池、その燃料電池を備えた燃料電池システム、その燃料電池システムを搭載した車両等の形態で実現することができる。   The present invention can be realized in various forms, for example, in the form of a fuel cell, a fuel cell system including the fuel cell, a vehicle equipped with the fuel cell system, and the like. .

A.実施例:
図1は、本発明の一実施例として燃料電池システムの構成を示す概略図である。この燃料電池システム100は、燃料電池スタック10と、燃料電池スタック10に接続する水素系統20及び空気系統30と、制御部40とを備えている。
A. Example:
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a fuel cell system as an embodiment of the present invention. The fuel cell system 100 includes a fuel cell stack 10, a hydrogen system 20 and an air system 30 connected to the fuel cell stack 10, and a control unit 40.

燃料電池スタック10は、反応ガスとして水素と酸素の供給を受けて、その電気化学反応によって発電する固体高分子型燃料電池である。なお、燃料電池スタック10としては、固体高分子型燃料電池でなくとも良く、任意の種々のタイプの燃料電池に本発明を適用することが可能である。   The fuel cell stack 10 is a polymer electrolyte fuel cell that receives supply of hydrogen and oxygen as reaction gases and generates electric power through the electrochemical reaction. The fuel cell stack 10 does not have to be a solid polymer fuel cell, and the present invention can be applied to any of various types of fuel cells.

燃料電池スタック10は、電解質膜を電極で挟持した発電体である膜電極接合体を含む複数の単セル1を積層したスタック構造を有している。燃料電池スタック10には、各単セル1ごとの電位を計測することができる電圧センサ11が設けられている。   The fuel cell stack 10 has a stack structure in which a plurality of single cells 1 including a membrane electrode assembly that is a power generation body in which an electrolyte membrane is sandwiched between electrodes are stacked. The fuel cell stack 10 is provided with a voltage sensor 11 that can measure the potential of each single cell 1.

水素系統20は、水素を貯蔵するための水素タンク21と水素供給配管22とを備えている。水素タンク21は水素供給配管22によって燃料電池スタック10の水素供給用マニホールド(図示せず)と接続されており、これによって、水素系統20は燃料電池スタック10に対して水素を供給する。水素供給配管22には上流側から、水素の圧力を調整するための圧力調整バルブ23と、水素の流量を計測するためのガスフローメータ24とが設けられている。   The hydrogen system 20 includes a hydrogen tank 21 and a hydrogen supply pipe 22 for storing hydrogen. The hydrogen tank 21 is connected to a hydrogen supply manifold (not shown) of the fuel cell stack 10 by a hydrogen supply pipe 22, whereby the hydrogen system 20 supplies hydrogen to the fuel cell stack 10. The hydrogen supply pipe 22 is provided with a pressure adjusting valve 23 for adjusting the hydrogen pressure and a gas flow meter 24 for measuring the hydrogen flow rate from the upstream side.

また、水素系統20は、燃料電池スタック10の水素排出用マニホールド(図示せず)に接続された水素排出配管25を備えており、電気化学反応に供されることのなかった水素を含むアノード排ガスを燃料電池スタック10の外部へと排出する。水素排出配管25には上流側から、水素の圧力を計測するための圧力計26と、アノード排ガスの排出を必要に応じて停止するための開閉弁である水素排出バルブ27とが設けられている。   Further, the hydrogen system 20 includes a hydrogen discharge pipe 25 connected to a hydrogen discharge manifold (not shown) of the fuel cell stack 10, and anode exhaust gas containing hydrogen that has not been subjected to an electrochemical reaction. To the outside of the fuel cell stack 10. From the upstream side, the hydrogen discharge pipe 25 is provided with a pressure gauge 26 for measuring the pressure of hydrogen and a hydrogen discharge valve 27 that is an on-off valve for stopping the discharge of the anode exhaust gas as necessary. .

空気系統30は、エアコンプレッサ31と空気供給配管32とを備えている。エアコンプレッサ31は、空気供給配管32によって、燃料電池スタック10の空気供給用マニホールド(図示せず)と接続されており、これによって、空気系統30は燃料電池スタック10に対して圧縮空気を供給する。空気供給配管32には上流側から、圧縮空気の圧力を調整するための圧力調整バルブ33と、圧縮空気の流量を計測するためのガスフローメータ34とが設けられている。   The air system 30 includes an air compressor 31 and an air supply pipe 32. The air compressor 31 is connected to an air supply manifold (not shown) of the fuel cell stack 10 by an air supply pipe 32, whereby the air system 30 supplies compressed air to the fuel cell stack 10. . The air supply pipe 32 is provided with a pressure adjusting valve 33 for adjusting the pressure of compressed air and a gas flow meter 34 for measuring the flow rate of the compressed air from the upstream side.

また、空気系統30は、燃料電池スタック10の空気排出用マニホールド(図示せず)に接続する空気排出配管35を備えており、電気化学反応に供されることのなかった酸素を含むカソード排ガスを燃料電池スタック10の外部へと排出する。空気排出配管35には、カソード排ガスの圧力を計測するための圧力計36が設けられている。   Further, the air system 30 includes an air discharge pipe 35 connected to an air discharge manifold (not shown) of the fuel cell stack 10, and cathode exhaust gas containing oxygen that has not been subjected to an electrochemical reaction. The fuel cell stack 10 is discharged outside. The air discharge pipe 35 is provided with a pressure gauge 36 for measuring the pressure of the cathode exhaust gas.

制御部40は、例えば燃料電池システム100が車両等の移動体に搭載されている場合には、アクセルペダル50の開度に応じた外部負荷からの燃料電池システム100に対する出力要求(「外部出力要求」と呼ぶ)を検出する。また、制御部40は、上述の2つのガスフローメータ24,34や、2つの圧力計26,36や、電圧センサ11などの各種センサからのシステムのステータス情報を受け取る。制御部40は、外部からの出力要求とシステムのステータス情報とを基に、圧力調整バルブ23、33や水素排出バルブ27の開閉動作を制御して燃料電池スタック10の出力を制御する。   For example, when the fuel cell system 100 is mounted on a moving body such as a vehicle, the control unit 40 outputs an output request (“external output request”) to the fuel cell system 100 from an external load corresponding to the opening of the accelerator pedal 50. "). The control unit 40 also receives system status information from various sensors such as the two gas flow meters 24 and 34, the two pressure gauges 26 and 36, and the voltage sensor 11. The controller 40 controls the output of the fuel cell stack 10 by controlling the opening / closing operations of the pressure regulating valves 23 and 33 and the hydrogen discharge valve 27 based on the output request from the outside and the system status information.

図2は、燃料電池システム100の電気的構成を示すブロック図である。燃料電池システム100は、さらに、2次電池60と、DC/DCコンバータ70と、DC/ACインバータ80とを備えている。燃料電池スタック10は、直流電源ラインDCLを介してDC/ACインバータ80に接続されている。2次電池60は、DC/DCコンバータ70を介して直流電源ラインDCLに接続されている。DC/ACインバータ80は、外部負荷であるモータ90に接続されている。   FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the fuel cell system 100. The fuel cell system 100 further includes a secondary battery 60, a DC / DC converter 70, and a DC / AC inverter 80. The fuel cell stack 10 is connected to a DC / AC inverter 80 via a DC power supply line DCL. The secondary battery 60 is connected to the DC power supply line DCL via the DC / DC converter 70. The DC / AC inverter 80 is connected to a motor 90 that is an external load.

2次電池60は、燃料電池スタック10の補助電源として機能し、例えば充・放電可能なリチウムイオン電池で構成することができる。DC/DCコンバータ70は、2次電池60の充・放電を制御する充放電制御部としての機能を有しており、制御部40の指示によって直流電源ラインDCLの電圧レベルを可変に調整する。燃料電池スタック10の出力が外部出力要求に対して不足するような場合には、DC/DCコンバータ70は、その不足分を補償するように2次電池60に放電させる。   The secondary battery 60 functions as an auxiliary power source of the fuel cell stack 10 and can be constituted by, for example, a chargeable / dischargeable lithium ion battery. The DC / DC converter 70 has a function as a charge / discharge control unit that controls charging / discharging of the secondary battery 60, and variably adjusts the voltage level of the DC power supply line DCL according to an instruction from the control unit 40. When the output of the fuel cell stack 10 is insufficient with respect to the external output request, the DC / DC converter 70 causes the secondary battery 60 to discharge so as to compensate for the shortage.

DC/ACインバータ80は、燃料電池スタック10及び2次電池60から得られた直流電力を交流電力へと変換する。モータ90は三相モータなどで構成することができ、DC/ACインバータ80からの交流電力に応じて回転駆動力を発生する。モータ90は、外力によってそのロータが回転させられるときには発電機として働き、交流電力(回生電力)を発生する。そうした回生電力は、DC/ACインバータ80で直流電力に変換され、DC/DCコンバータ70を介して2次電池60に充電される。   The DC / AC inverter 80 converts DC power obtained from the fuel cell stack 10 and the secondary battery 60 into AC power. The motor 90 can be composed of a three-phase motor or the like, and generates a rotational driving force in accordance with AC power from the DC / AC inverter 80. The motor 90 acts as a generator when the rotor is rotated by an external force, and generates AC power (regenerative power). Such regenerative power is converted to DC power by the DC / AC inverter 80 and charged to the secondary battery 60 via the DC / DC converter 70.

制御部40は、電圧センサ11(図1)の測定値から燃料電池スタック10の出力電力測定値(発電状態)を検出する。また、制御部40は、2次電池60の充電状態(SOC)を検出する。制御部40は、これらの情報を基にDC/DCコンバータ70の出力電圧を設定して燃料電池スタック10及び2次電池60の出力電力を制御する。また、制御部40は、DC/ACインバータ80によって交流電力の周波数を制御して、モータ90に必要なトルクを発生させる(トルク指令)。   The control unit 40 detects the output power measurement value (power generation state) of the fuel cell stack 10 from the measurement value of the voltage sensor 11 (FIG. 1). Further, the control unit 40 detects the state of charge (SOC) of the secondary battery 60. The control unit 40 sets the output voltage of the DC / DC converter 70 based on these pieces of information, and controls the output power of the fuel cell stack 10 and the secondary battery 60. Further, the control unit 40 controls the frequency of the AC power by the DC / AC inverter 80 to generate a necessary torque for the motor 90 (torque command).

図3(A)〜(D)は、通常運転時における燃料電池システム100の制御を説明するための説明図である。ここで「通常運転時」とは、燃料電池スタック10の各単セル1が制御部40の出力指示に応じて、電圧降下を生じることなく発電を継続している状態を意味する。   3A to 3D are explanatory diagrams for explaining control of the fuel cell system 100 during normal operation. Here, “during normal operation” means a state in which each single cell 1 of the fuel cell stack 10 continues power generation without causing a voltage drop in response to an output instruction from the control unit 40.

図3(A)は、制御部40が燃料電池スタック10に対して要求する出力電力(「FC要求電力」と呼ぶ)の時間変化を示すグラフである。図3(A)のグラフは、時刻t0において外部出力要求が増大したことに伴って、制御部40がFC要求電力をW0からW1に増大させたことを示している。 FIG. 3A is a graph showing a change with time of output power (referred to as “FC required power”) requested by the control unit 40 to the fuel cell stack 10. The graph of FIG. 3A shows that the controller 40 increases the FC required power from W 0 to W 1 in accordance with the increase in external output requests at time t 0 .

制御部40は、燃料電池スタック10のW−I特性を基にFC要求電力に応じて燃料電池スタック10の出力すべき電流値を算出し、その電流値に応じた出力電圧をDC/DCコンバータ70(図2)に設定する。また、制御部40は、燃料電池スタック10がFC要求電力を出力可能なように、反応ガスの供給量及び排ガス量などを圧力調整バルブ23、33や水素排出バルブ27(図1)によって制御する。   The control unit 40 calculates a current value to be output from the fuel cell stack 10 according to the FC required power based on the WI characteristics of the fuel cell stack 10, and outputs an output voltage according to the current value to the DC / DC converter. 70 (FIG. 2). Further, the control unit 40 controls the supply amount of the reaction gas, the exhaust gas amount, and the like by the pressure adjusting valves 23 and 33 and the hydrogen discharge valve 27 (FIG. 1) so that the fuel cell stack 10 can output the FC required power. .

図3(B)は、図3(A)に示すFC要求電力の変化があったときの燃料電池スタック10の任意の単セル1における出力電圧の時間変化を示すグラフである。図3(B)の実線グラフG1は、燃料電池スタック10の単セル1ごとの出力電圧値が、時刻t0において電圧値V0から減少を開始し、時刻t1においてFC要求電力に相当する出力電圧値V1に到達し、その後、電圧値V1で維持されていることを示している。なお、燃料電池スタック10全体の出力電圧は、この各単セル1の出力電圧の総和となる。 FIG. 3B is a graph showing the time change of the output voltage in an arbitrary single cell 1 of the fuel cell stack 10 when the FC required power shown in FIG. 3A changes. In the solid line graph G1 of FIG. 3B, the output voltage value for each single cell 1 of the fuel cell stack 10 starts to decrease from the voltage value V 0 at time t 0 , and corresponds to the FC required power at time t 1 . It shows that the output voltage value V 1 is reached and then maintained at the voltage value V 1 . The output voltage of the entire fuel cell stack 10 is the sum of the output voltages of the single cells 1.

図3(C)は、図3(A)に示すFC要求電力の変化があったときの燃料電池スタック10の出力電流の時間変化を示すグラフである。燃料電池スタック10の出力電流は、燃料電池スタック10のV−I特性により、図3(B)に示す出力電圧の変化に対応して時刻t0〜時刻t1の区間で電流値I0から電流値I1まで増大し、その後、電流値I1で維持される。 FIG. 3C is a graph showing the change over time of the output current of the fuel cell stack 10 when the FC required power shown in FIG. The output current of the fuel cell stack 10 depends on the VI characteristic of the fuel cell stack 10 from the current value I 0 in the section from time t 0 to time t 1 corresponding to the change in the output voltage shown in FIG. The current value is increased to I 1 , and then maintained at the current value I 1 .

図3(D)は、図3(C)に示す燃料電池スタック10の出力電流の変化があったときの、モータ90(図2)の出力トルクの時間変化を示すグラフである。モータ90の出力トルクは、燃料電池スタック10の出力電流値の変化に応じて時刻t0〜時刻t1の区間でトルク値T0からトルク値T1まで増大し、その後、トルク値T1で維持される。 FIG. 3D is a graph showing the change over time of the output torque of the motor 90 (FIG. 2) when the output current of the fuel cell stack 10 shown in FIG. 3C changes. The output torque of the motor 90 increases from the torque value T 0 to the torque value T 1 in the section from the time t 0 to the time t 1 according to the change in the output current value of the fuel cell stack 10, and then at the torque value T 1 . Maintained.

なお、この通常運転時において、何らかの原因で燃料電池スタック10の出力電力がFC要求電力に対して不足してしまう場合には、制御部40は、2次電池60の放電によってその不足分を補償する。これによって、燃料電池システム100は、燃料電池スタック10の出力不足による負荷追従性の低下を抑制することができる。   In this normal operation, if the output power of the fuel cell stack 10 is insufficient with respect to the FC required power for some reason, the control unit 40 compensates for the shortage by discharging the secondary battery 60. To do. As a result, the fuel cell system 100 can suppress a decrease in load followability due to insufficient output of the fuel cell stack 10.

ここで、この通常運転時では、各単セル1がほぼ一様に図3(B)に示す出力電圧を出力している。しかし、燃料電池スタック10では、一部の単セル1のみの出力電圧が著しく低下してしまう場合があり、例えば、負電圧にまで低下してしまう場合がある。(図3(B)に示す破線グラフG2)。この原因としては、当該単セル1の内部抵抗の増大による電圧降下や、ガス流路の閉塞など、何らかの原因で当該単セル1への反応ガスの供給量が不足していることなどが考えられる。   Here, during this normal operation, each single cell 1 outputs the output voltage shown in FIG. However, in the fuel cell stack 10, the output voltage of only some of the single cells 1 may be significantly reduced, for example, it may be reduced to a negative voltage. (Dotted line graph G2 shown in FIG. 3B). This may be due to an insufficient supply amount of the reaction gas to the single cell 1 for some reason, such as a voltage drop due to an increase in internal resistance of the single cell 1 or a blockage of the gas flow path. .

このように、一部の単セル1の電圧が著しく低下してしまっている状態で燃料電池スタック10の発電を継続すると、燃料電池スタック10全体としての発電効率が低下してしまうばかりでなく、当該一部の単セル1が劣化してしまう可能性がある。そこで、本実施例では、以下に説明する電圧回復処理を実行する。   Thus, if the power generation of the fuel cell stack 10 is continued in a state where the voltages of some of the single cells 1 have been significantly reduced, not only the power generation efficiency of the fuel cell stack 10 as a whole is reduced, The some single cell 1 may deteriorate. Therefore, in this embodiment, the voltage recovery process described below is executed.

図4(A)〜(D)は、燃料電池スタック10の一部の単セル1において著しい電圧低下が発生して電圧回復処理が実行された場合における図3(A)〜(D)と同様なグラフである。図4(A)は、FC要求電力の時間変化を示すグラフであり、図3(A)とほぼ同じである。即ち、以下の説明においては、燃料電池システム100に対して上述した通常運転時と同様な外部出力要求の変化があったものと想定する。   4A to 4D are the same as FIGS. 3A to 3D in the case where a significant voltage drop occurs in a part of the single cells 1 of the fuel cell stack 10 and the voltage recovery process is executed. It is a simple graph. FIG. 4A is a graph showing the time change of the FC required power, which is almost the same as FIG. That is, in the following description, it is assumed that there has been a change in the external output request similar to that during normal operation described above for the fuel cell system 100.

図4(B)のグラフは、図4(A)に示すFC要求電力の変化があったときに、何らかの原因で著しい電圧降下を生じた単セル1(以後、「低電圧セル1」と呼ぶ)の出力電圧の時間変化を実線グラフG3で示している。なお、図4(B)では、この低電圧セル1が本来出力すべき電圧の時間変化を破線グラフG4で示している。   The graph of FIG. 4B is a single cell 1 (hereinafter referred to as “low voltage cell 1”) that has caused a significant voltage drop for some reason when the FC required power shown in FIG. 4A changes. ) Of the output voltage is shown by a solid line graph G3. In FIG. 4B, the time change of the voltage that the low voltage cell 1 should originally output is indicated by a broken line graph G4.

低電圧セル1では、制御部40によってDC/DCコンバータ70に設定された出力電圧に従って、時刻t0から出力電圧値が低下し始めるが、出力すべき目標電圧値V1に到達した後も低下し続けている。制御部40は、低電圧セル1の出力電圧値が所定の閾値Vtに到達したことを検出すると電圧回復処理を実行する。ここで、所定の閾値Vtとしては、例えば目標電圧値V1が約0.6V程度であれば、約−0.1V程度であるとしても良い。所定の閾値Vtとしては、実験等によって適切に設定されることが好ましい。 In the low voltage cell 1, according to the set output voltage to the DC / DC converter 70 by the control unit 40, the output voltage value from the time t 0 starts to drop, drops after reaching the target voltage value V 1 to be output I keep doing it. Control unit 40, the output voltage value of the low voltage cell 1 performs the voltage recovery process detects that it has reached a predetermined threshold value V t. Here, the predetermined threshold value V t may be about −0.1 V, for example, if the target voltage value V 1 is about 0.6 V. The predetermined threshold value V t is preferably set appropriately by experiments or the like.

図5は、燃料電池システム100で実行される電圧回復処理の処理手順を示すフローチャートである。ステップS10において制御部40は、低電圧セル1の出力電圧値が所定の閾値Vtに到達した時刻t2から燃料電池スタック10の出力電流を時間に対して一定の比率(dI1/dt)で低下するように、DC/DCコンバータ70の出力電圧を制御する。即ち、燃料電池スタック10の出力電流が制御部40によって制限される。以後、このステップS10の処理を「電流制限処理」と呼び、出力電流を低下させる一定の比率を「制限側レート」と呼ぶ。 FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of voltage recovery processing executed in the fuel cell system 100. In step S10, the control unit 40 sets the output current of the fuel cell stack 10 to a constant ratio (dI 1 / dt) from time t 2 when the output voltage value of the low voltage cell 1 reaches the predetermined threshold value V t. The output voltage of the DC / DC converter 70 is controlled so as to decrease at the same time. That is, the output current of the fuel cell stack 10 is limited by the control unit 40. Hereinafter, the process of step S10 is referred to as “current limiting process”, and a certain ratio for reducing the output current is referred to as “limit side rate”.

ここで、制限側レートは次のように決定される。制御部40は、外部出力要求が増大した時刻t0における低電圧セル1の出力電圧値V0と閾値である出力電圧値Vtとの差に応じて最大電流制限量Imaxを決定する。制御部40は、最大電流制限量Imaxを設定するためのマップを有しているものとしても良い。 Here, the limit side rate is determined as follows. Control unit 40 determines the maximum current limit amount I max according to the difference between the output voltage value V t is the output voltage V 0 and the threshold of the low voltage cell 1 at time t 0 the external output request is increased. Control unit 40 may as having a map for setting a maximum current limit amount I max.

制御部40は、所定の時間で電流を最大電流制限量Imaxだけ低下させることができるように制限側レートを設定する。ここで、所定の時間としては、約0.5秒〜約2秒程度であることが好ましい。即ち、制限側レートは以下の不等式(1)の範囲内の値で設定されることが好ましい。
max/0.5 ≦ |dI1/dt| ≦ Imax/2 …(1)
なお、制限側レートとしては、他の方法で決定されるものとしても良いが、DC/DCコンバータ70が十分に追従できる電流低下速度によって設定されることが好ましい。
The controller 40 sets the limit side rate so that the current can be reduced by the maximum current limit amount I max in a predetermined time. Here, the predetermined time is preferably about 0.5 second to about 2 seconds. That is, the limiting rate is preferably set to a value within the range of the following inequality (1).
I max /0.5≦|dI 1 / dt | ≦ I max / 2 (1)
The limiting rate may be determined by another method, but is preferably set at a current decrease rate that can be sufficiently followed by the DC / DC converter 70.

このように出力電流を低下させることによって出力電流を制限する理由は、当該低電圧セル1が受けている過度な負荷を緩和することによって、当該低電圧セル1の発電能力の回復を図るためである。制御部40は、電流制限処理とともに、低電圧セル1の発電能力を回復するための発電能力回復処理を実行するものとしても良い。発電能力回復処理としては、例えば、燃料電池スタック10への反応ガスの供給量を増加させる処理や、反応ガスのガス圧を増大させる処理などが実行されるものとしても良い。   The reason for limiting the output current by reducing the output current in this way is to restore the power generation capability of the low voltage cell 1 by alleviating the excessive load received by the low voltage cell 1. is there. The control unit 40 may execute a power generation capacity recovery process for recovering the power generation capacity of the low voltage cell 1 together with the current limiting process. As the power generation capacity recovery process, for example, a process for increasing the supply amount of the reactive gas to the fuel cell stack 10 or a process for increasing the gas pressure of the reactive gas may be executed.

図4(C)は、低電圧セル1における燃料電池スタック10の出力電流の時間変化を示すグラフである。燃料電池スタック10の出力電流は、電圧回復処理が開始される時刻t2までは、図3(C)における変化とほぼ同じであるが、電流制限処理が開始された時刻t2以降は、制限側レートで低下している。このように燃料電池スタック10の出力電流を低下させていくと、燃料電池スタック10のI−V特性に従って、燃料電池スタック10の出力電圧は次第に増大傾向へと転じることとなる(図4(B)の時刻t2〜時刻t3の時間区間)。 FIG. 4C is a graph showing the time change of the output current of the fuel cell stack 10 in the low voltage cell 1. The output current of the fuel cell stack 10 is substantially the same as the change in FIG. 3C until the time t 2 when the voltage recovery process is started, but is limited after the time t 2 when the current limit process is started. It is decreasing at the side rate. When the output current of the fuel cell stack 10 is reduced in this way, the output voltage of the fuel cell stack 10 gradually increases according to the IV characteristics of the fuel cell stack 10 (FIG. 4B ) time interval of time t 2 ~ time t 3 of).

ステップS20(図5)において、制御部40は、燃料電池スタック10の出力電圧が再び所定の閾値Vtに回復したことを検出すると、ステップS30の電流回復処理を実行する。なお、電流制限処理において燃料電池スタック10の出力電流が0Aまで低下しても、出力電圧値が所定の閾値Vtまで回復しない場合には、回復するまで出力電流値は0Aのまま維持されるものとしても良い。あるいは、出力電流値が0Aまで低下したときに直ちに電流回復処理が実行されるものとしても良い。 In step S20 (FIG. 5), the control unit 40 detects that the output voltage of the fuel cell stack 10 is restored again a predetermined threshold V t, executes the current recovery processing in step S30. Even if the output current of the fuel cell stack 10 decreases to 0 A in the current limiting process, if the output voltage value does not recover to the predetermined threshold V t , the output current value is maintained at 0 A until recovery. It is good as a thing. Alternatively, the current recovery process may be executed immediately when the output current value decreases to 0A.

電流回復処理では、制御部40は、出力電圧値が閾値Vtに回復した時刻t3から燃料電池スタック10の出力電流を時間に対して一定の比率で増大させる(図4(C)の時刻t3以降)。この一定の比率(dI2/dt)を「復帰側レート」と呼ぶ。 In current recovery process, the control unit 40, a time of increasing at a constant rate with respect to time the output current of the fuel cell stack 10 from the time t 3 when the output voltage value is restored to the threshold V t (FIG. 4 (C) t 3 or later). This constant ratio (dI 2 / dt) is referred to as “return-side rate”.

復帰側レートは、その絶対値が、制限側レートの絶対値より大きくなるように制御部40が設定するが(不等式(2))、この理由は後述する。
|dI2/dt|≧|dI1/dt|…(2)
The controller 40 sets the return-side rate so that its absolute value is larger than the absolute value of the limit-side rate (inequality (2)), and the reason will be described later.
| DI 2 / dt | ≧ | dI 1 / dt | (2)

また、復帰側レートは、燃料電池スタック10の出力電流が所定の時間で電流値I1まで復帰可能なように設定される。ここで、所定の時間としては、例えば、約0.5秒〜約2秒程度であることが好ましい。即ち、電流制限処理において最大電流制限量Imaxで燃料電池スタック10の出力電力量が制限されている場合には、下記の不等式(3)の範囲で復帰側レートが設定されることが好ましい。
max/0.5 ≦ |dI2/dt| ≦ Imax/2 …(3)
The return side rate is set so that the output current of the fuel cell stack 10 can be returned to the current value I 1 in a predetermined time. Here, the predetermined time is preferably about 0.5 second to about 2 seconds, for example. That is, in the current limiting process, when the output power amount of the fuel cell stack 10 is limited by the maximum current limiting amount I max , it is preferable that the return side rate is set within the following inequality (3).
I max /0.5≦|dI 2 / dt | ≦ I max / 2 (3)

制御部40は、燃料電池スタック10の出力電流値がFC要求電力に相当する出力電流値I1まで回復したとき(図4(C)の時刻t4)に、通常運転時の制御処理へと戻る(ステップS40)。この電流回復処理の実行中(時刻t3〜時刻t4)において、燃料電池スタック10は、発電性能の回復に伴って、出力電流の増加とともに出力電圧も電圧値V1まで上昇する(図4(B)の時刻t3〜時刻t4)。このように、低電圧セル1の電圧降下を検出して電圧回復処理を実行することによって、燃料電池スタック10の劣化や発電性能低下を抑制することができる。 When the output current value of the fuel cell stack 10 recovers to the output current value I 1 corresponding to the FC required power (time t 4 in FIG. 4C), the control unit 40 proceeds to the control process during normal operation. Return (step S40). During the execution of this current recovery process (time t 3 to time t 4 ), the fuel cell stack 10 increases the output voltage to the voltage value V 1 as the output current increases as the power generation performance recovers (FIG. 4). (B) time t 3 to time t 4 ). Thus, by detecting the voltage drop of the low voltage cell 1 and executing the voltage recovery process, it is possible to suppress the deterioration of the fuel cell stack 10 and the power generation performance.

図4(D)は、電圧回復処理がなされた場合のモータ90(図2)の出力トルクの時間変化を示すグラフである。図4(D)のグラフは、時刻t3〜時刻t4の時間区間におけるトルク変化が異なる点以外は、図3(D)のグラフとほぼ同じである。 FIG. 4D is a graph showing the change over time of the output torque of the motor 90 (FIG. 2) when the voltage recovery process is performed. The graph of FIG. 4D is almost the same as the graph of FIG. 3D except that the torque change in the time interval from time t 3 to time t 4 is different.

ところで、上述のような電圧回復処理が実行される間(時刻t2〜時刻t4)は、燃料電池スタック10の出力が制限されるため、時刻t3において出力トルク値がT3まで低下して、トルクの谷間が生じている。この電圧回復処理における出力トルクの低下が著しい場合には、燃料電池システム100の負荷追従性は一時的に低下することとなる。この負荷追従性の低下は、燃料電池システム100に接続する外部負荷の応答性・操作性(「ドライバビリティ」とも呼ぶ)を低下させ、その操作者に不快感を与える原因となる。 By the way, while the voltage recovery process as described above is executed (time t 2 to time t 4 ), the output of the fuel cell stack 10 is limited, so that the output torque value decreases to T 3 at time t 3 . Thus, there is a torque valley. When the output torque is greatly reduced in the voltage recovery process, the load followability of the fuel cell system 100 is temporarily reduced. This decrease in load followability decreases the responsiveness and operability (also referred to as “drivability”) of the external load connected to the fuel cell system 100, causing discomfort to the operator.

しかし、燃料電池システム100では、2次電池60による補償電力によって負荷追従性の低下を抑制している。また、本実施例では、電流回復処理(図5のステップS20)における復帰側レートの絶対値を、電流制限処理(ステップS10)における制限側レートの絶対値より大きく設定している(不等式(2))。これによって、電流制限処理(時刻t2〜時刻t3)より、電流回復処理(時刻t3〜時刻t4)の方が処理に要する時間が速くなる。 However, in the fuel cell system 100, a decrease in load followability is suppressed by the compensation power from the secondary battery 60. In this embodiment, the absolute value of the return side rate in the current recovery process (step S20 in FIG. 5) is set larger than the absolute value of the limit side rate in the current limit process (step S10) (inequality (2 )). As a result, the time required for the current recovery process (time t 3 to time t 4 ) is faster than the current limit process (time t 2 to time t 3 ).

このように、電流制限処理の処理時間を比較的長くすることによって、燃料電池スタック10の急激な出力低下を抑制でき、モータ90の出力トルクの急激なトルク低下を抑制できる。また、電流回復処理時間の処理時間を比較的短くすることによって、電流回復処理全体の処理時間を短くすることができるため、電流制限処理の処理時間を比較的長くすることによる電圧回復処理の処理時間の増大を抑制することができる。従って、電圧回復処理の実行によって外部負荷の操作者が不快感を感じること(ドライバビリティの低下)を抑制することができる。   In this way, by making the processing time of the current limiting process relatively long, it is possible to suppress the rapid output decrease of the fuel cell stack 10 and suppress the rapid torque decrease of the output torque of the motor 90. Moreover, since the processing time of the current recovery processing can be shortened by making the processing time of the current recovery processing time relatively short, the processing of the voltage recovery processing by making the processing time of the current limiting processing relatively long An increase in time can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the operator of the external load from feeling uncomfortable (decrease in drivability) by executing the voltage recovery process.

さらに、電流制限処理時間が比較的長くなることにより、制御部40の出力要求に対する2次電池60の追従性が向上する。これによって、2次電池60の補償性能を十分に発揮させることができるため、燃料電池システム100の負荷追従性が低下することをさらに抑制でき、外部負荷のドライバビリティの低下を抑制できる。   Furthermore, the follow-up performance of the secondary battery 60 to the output request of the control unit 40 is improved by making the current limiting processing time relatively long. Thereby, since the compensation performance of the secondary battery 60 can be sufficiently exhibited, it is possible to further suppress the load followability of the fuel cell system 100 from being reduced, and to suppress the decrease in drivability of the external load.

このように、この燃料電池システム100によれば、電圧回復処理によって燃料電池スタック10の劣化を抑制するとともに、電圧回復処理によって燃料電池システム100の外部負荷に対する負荷追従性が低下してしまうことを抑制することができる。従って、燃料電池システム100に接続された外部負荷のドライバビリティが低下することを抑制することができる。   Thus, according to the fuel cell system 100, the voltage recovery process suppresses the deterioration of the fuel cell stack 10, and the voltage recovery process reduces the load followability to the external load of the fuel cell system 100. Can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress a decrease in drivability of an external load connected to the fuel cell system 100.

B.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や実施形態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。
B. Variations:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

B1.変形例1:
上記実施例において、電流制限処理及び電流回復処理では、出力電流を一定の比率で低下または増加させていたが、一定の比率で低下または増加させなくとも良い。例えば、出力電流を指数関数的に低下または増加させるものとしても良い。この場合であっても、電流制限処理より電流回復処理の処理の方が短時間で完了すれば良い。
B1. Modification 1:
In the above embodiment, in the current limiting process and the current recovery process, the output current is decreased or increased at a constant ratio, but it is not necessary to decrease or increase the output current at a constant ratio. For example, the output current may be decreased or increased exponentially. Even in this case, the current recovery process may be completed in a shorter time than the current limiting process.

B2.変形例2:
上記実施例では、燃料電池スタック10のうちの少なくとも1つの単セル1の出力電圧が、所定の閾値Vtより低下したときに電流制限処理を開始し、再び所定の閾値Vtまで回復したときに電流回復処理を開始していた。しかし、電流制限処理の開始条件である閾値と電流回復処理の開始条件である閾値とは異なる値であっても良い。即ち、燃料電池スタック10のうちの少なくとも1つの単セル1の出力電圧が、第1の閾値より低下したときに電流制限処理を開始し、第2の閾値まで回復したときに電流回復処理を開始するものとしても良い。
B2. Modification 2:
In the above embodiment, when at least one of the output voltage of the single cell 1 of the fuel cell stack 10 starts current restricting process when lower than the predetermined threshold value V t, recovered again to a predetermined threshold value V t The current recovery process was started. However, the threshold that is the start condition for the current limiting process and the threshold that is the start condition for the current recovery process may be different values. That is, the current limiting process starts when the output voltage of at least one single cell 1 in the fuel cell stack 10 falls below the first threshold, and the current recovery process starts when the output voltage recovers to the second threshold. It is good to do.

また、閾値Vtによる単セル1の電圧降下の発生判断を行うことなく電圧回復処理が実行されるものとしても良い。電圧回復処理は、例えば、所定のタイミングで常に実行されるものとしても良い。また、急激な外部負荷の要求がなされたときに実行されるものとしても良いし、燃料電池スタック10全体の出力の低下を検出した場合に実行されるものとしても良い。 The voltage recovery process may be being performed without performing the occurrence determination of the voltage drop of the single cell 1 according to the threshold V t. For example, the voltage recovery process may be always executed at a predetermined timing. Further, it may be executed when a sudden external load request is made, or may be executed when a decrease in output of the entire fuel cell stack 10 is detected.

B3.変形例3:
上記実施例において、燃料電池システム100は2次電池60を備えていたが、2次電池60は備えていなくとも良い。ただし、2次電池60によって燃料電池スタック10の出力を補償させることによって、燃料電池システム100の負荷追従性の低下をさらに抑制することが可能である。
B3. Modification 3:
In the above embodiment, the fuel cell system 100 includes the secondary battery 60, but the secondary battery 60 may not be included. However, by compensating the output of the fuel cell stack 10 by the secondary battery 60, it is possible to further suppress a decrease in load followability of the fuel cell system 100.

燃料電池システムの構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of a fuel cell system. 燃料電池システムの電気的構成を示す概略図。Schematic which shows the electrical structure of a fuel cell system. 通常運転時における燃料電池システムの出力制御を説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the output control of the fuel cell system at the time of normal driving | operation. 電圧回復処理を実行する場合における燃料電池システムの出力制御を説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the output control of a fuel cell system in the case of performing a voltage recovery process. 電圧回復処理の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of a voltage recovery process.

符号の説明Explanation of symbols

1…単セル,低電圧セル
10…燃料電池
10…燃料電池スタック
11…電圧センサ
20…水素系統
21…水素タンク
22…水素供給配管
23…圧力調整バルブ
24…ガスフローメータ
25…水素排出配管
26…圧力計
27…水素排出バルブ
30…空気系統
31…エアコンプレッサ
32…空気供給配管
33…圧力調整バルブ
34…ガスフローメータ
35…空気排出配管
36…圧力計
40…制御部
50…アクセルペダル
70…DC/DCコンバータ
80…DC/ACインバータ
90…モータ
100…燃料電池システム
DCL…直流電源ライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Single cell, low voltage cell 10 ... Fuel cell 10 ... Fuel cell stack 11 ... Voltage sensor 20 ... Hydrogen system 21 ... Hydrogen tank 22 ... Hydrogen supply piping 23 ... Pressure adjustment valve 24 ... Gas flow meter 25 ... Hydrogen discharge piping 26 ... Pressure gauge 27 ... Hydrogen discharge valve 30 ... Air system 31 ... Air compressor 32 ... Air supply pipe 33 ... Pressure adjustment valve 34 ... Gas flow meter 35 ... Air discharge pipe 36 ... Pressure gauge 40 ... Control unit 50 ... Accelerator pedal 70 ... DC / DC converter 80 ... DC / AC inverter 90 ... motor 100 ... fuel cell system DCL ... DC power supply line

Claims (5)

燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池システムに対する出力要求に応じて前記燃料電池の出力を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記燃料電池の出力を一時的に制限するために、前記燃料電池の電流値を前記出力要求に相当する要求電流値よりも低下させる電流制限処理を実行した後に、前記電流値を前記要求電流値まで増大させる電流回復処理を実行し、
前記電流回復処理を、前記電流制限処理よりも短時間で完了する、燃料電池システム。
A fuel cell system,
A fuel cell;
A control unit for controlling the output of the fuel cell in response to an output request for the fuel cell system;
With
The control unit executes a current limiting process for reducing the current value of the fuel cell to be lower than a required current value corresponding to the output request in order to temporarily limit the output of the fuel cell, and then the current value To increase the current to the required current value,
The fuel cell system, wherein the current recovery process is completed in a shorter time than the current limit process.
請求項1記載の燃料電池システムであって、さらに、
前記燃料電池の電圧を計測する電圧計測部を備え、
前記制御部は、前記電圧計測部の計測値が第1の閾値より小さくなったときに、前記電流制限処理を実行し、前記計測値が第2の閾値より大きくなったときに、前記電流回復処理を実行する、燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 1, further comprising:
A voltage measuring unit for measuring the voltage of the fuel cell;
The control unit executes the current limiting process when the measurement value of the voltage measurement unit becomes smaller than a first threshold value, and the current recovery when the measurement value becomes larger than a second threshold value. A fuel cell system that performs processing.
請求項2記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池は、複数の発電体を含み、
前記電圧計測部は、前記複数の発電体ごとに電圧を計測し、
前記制御部は、前記複数の発電体のうち少なくとも1つの計測値が前記第1の閾値より小さくなったときに、前記電流制限処理を実行し、前記計測値が前記第2の閾値より大きくなったときに、前記電流回復処理を実行する、燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 2, wherein
The fuel cell includes a plurality of power generators,
The voltage measuring unit measures a voltage for each of the plurality of power generators,
The control unit executes the current limiting process when at least one measured value of the plurality of power generators becomes smaller than the first threshold, and the measured value becomes larger than the second threshold. A fuel cell system that executes the current recovery process when
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の燃料電池システムであって、さらに、
前記燃料電池の出力低下の際に、前記出力要求に対して不足する出力を補償する補助電源を備える、燃料電池システム。
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
A fuel cell system comprising an auxiliary power supply that compensates for an output that is insufficient with respect to the output request when the output of the fuel cell decreases.
出力要求に応じて燃料電池の出力を供給する燃料電池システムの制御方法であって、
(a)前記燃料電池の出力を一時的に制限するために、前記燃料電池の電流値を前記出力要求に相当する要求電流値よりも低下させる電流制限処理を実行する工程と、
(b)前記電流値を前記要求電流値まで増大させる電流回復処理を実行する工程と、
を備え、
前記電流回復処理は、前記電流制限処理よりも短時間で完了する、燃料電池システムの制御方法。
A control method of a fuel cell system that supplies output of a fuel cell in response to an output request,
(A) executing a current limiting process for reducing the current value of the fuel cell to be lower than a required current value corresponding to the output request in order to temporarily limit the output of the fuel cell;
(B) executing a current recovery process for increasing the current value to the required current value;
With
The method of controlling a fuel cell system, wherein the current recovery process is completed in a shorter time than the current limiting process.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012059444A (en) * 2010-09-07 2012-03-22 Toto Ltd Solid electrolyte fuel cell system
CN103828108A (en) * 2011-09-29 2014-05-28 Toto株式会社 Solid electrolyte fuel cell
CN109873464A (en) * 2017-12-04 2019-06-11 中国科学院大连化学物理研究所 A kind of power supply management system of fuel cell and method

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