[go: up one dir, main page]

KR100811806B1 - 연료전지 시스템의 제어장치, 연료전지 시스템, 연료전지 하이브리드 차량 - Google Patents

연료전지 시스템의 제어장치, 연료전지 시스템, 연료전지 하이브리드 차량 Download PDF

Info

Publication number
KR100811806B1
KR100811806B1 KR1020067018995A KR20067018995A KR100811806B1 KR 100811806 B1 KR100811806 B1 KR 100811806B1 KR 1020067018995 A KR1020067018995 A KR 1020067018995A KR 20067018995 A KR20067018995 A KR 20067018995A KR 100811806 B1 KR100811806 B1 KR 100811806B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel cell
power generation
cell system
temperature
intermittent operation
Prior art date
Application number
KR1020067018995A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060123777A (ko
Inventor
마사타카 오타
미키오 기자키
Original Assignee
도요다 지도샤 가부시끼가이샤
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 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 filed Critical 도요다 지도샤 가부시끼가이샤
Publication of KR20060123777A publication Critical patent/KR20060123777A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100811806B1 publication Critical patent/KR100811806B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04955—Shut-off or shut-down of fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04253—Means for solving freezing problems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04328—Temperature; Ambient temperature of anode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04335—Temperature; Ambient temperature of cathode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04343—Temperature; Ambient temperature of anode exhausts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/0435—Temperature; Ambient temperature of cathode exhausts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04358—Temperature; Ambient temperature of the coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04373—Temperature; Ambient temperature of auxiliary devices, e.g. reformers, compressors, burners
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
    • H01M8/04388—Pressure; Ambient pressure; Flow of anode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
    • H01M8/04402—Pressure; Ambient pressure; Flow of anode exhausts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04604—Power, energy, capacity or load
    • H01M8/04619—Power, energy, capacity or load of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04761—Pressure; Flow of fuel cell exhausts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04768—Pressure; Flow of the coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04925—Power, energy, capacity or load
    • H01M8/04947—Power, energy, capacity or load of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
    • H01M8/04074—Heat exchange unit structures specially adapted for fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04664—Failure or abnormal function
    • 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

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

간헐운전시의 발전 정지상태에서 생기는 동결을 확실하게 회피하기 위하여 본 발명의 제어장치는, 연료전지의 발전상태와 발전 정지상태를 변환하여 간헐운전을 행하도록 제어하는 연료전지 시스템의 제어장치에 있어서, 연료전지 시스템을 구성하는 부품 중 수분을 함유하는 소정 부품의 온도에 적어도 의거하여 간헐운전시의 발전동작의 정지 가부를 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 소정 부품으로서, 연료가스 또는 산화가스의 유통경로에 배치된 밸브, 통로 또는 가습기를 선택할 수 있다. 상기 소정 부품의 온도는, 상기 소정 부품에 대응시켜 설치한 온도센서에 의하여 직접적으로 또는 상기 연료전지 시스템의 운전상태 또는 외기온의 적어도 어느 하나에 의거하여 간접적으로 검출한다.

Description

연료전지 시스템의 제어장치, 연료전지 시스템, 연료전지 하이브리드 차량{CONTROL DEVICE FOR FUEL CELL SYSTEM, FUEL CELL SYSTEM, FUEL CELL HYBRID VEHICLE}
본 발명은 연료전지 시스템의 제어장치에 관한 것으로, 특히 연료전지 시스템에 있어서 연료전지의 발전상태와 발전정지상태를 변환하여 간헐운전을 행하도록 제어하는 기술에 관한 것이다.
연료전지 시스템은, 예를 들면 한냉지의 옥외 등의 저온 환경하에서 정지상태가 길게 계속되면 시스템 내의 수분이 동결될 염려가 있다. 이와 같은 동결이 생기면 고장의 원인이 되기 때문에 종래부터 연료전지 시스템의 동결을 방지하는 여러가지 방법이 개발·제안되어 있다. 예를 들면 일본국 특개2003-151601호 공보에는 연료전지를 정지할 때에 연료전지의 온도를 상승시키고 나서 정지하도록 제어함으로써 정지상태의 연료전지가 동결을 일으키기까지의 시간을 연장하여, 재기동시에 연료전지의 온도가 동결을 일으키는 온도까지 냉각되지 않도록 하여 동결을 방지하는 방법이 기재되어 있다.
전기자동차의 구동용 전원으로서 연료전지 시스템을 사용하는 경우, 통상 연료전지에 더하여 축전장치(2차 전지 또는 커패시터)를 구비하는 구성을 취한다. 이 경우, 예를 들면 전기자동차의 제동시에 전동기로 회생을 행하여 전력을 축전장치에 축적하여 두고, 통상 주행시에 축전장치로부터 공급하는 전력으로 충분한 경우(예를 들면 저속 주행시나 차량이 일시 정지하는 바와 같은 저부하시)에는 축전장치 단독으로, 부족한 경우에는 축전장치와 연료전지의 양쪽에서 전동기에 전력을 공급한다. 즉, 연료전지 시스템에서는 전기자동차가 필요로 하는 전력이나 축전장치의 충전상태 등에 따라 발전상태와 발전 정지상태를 변환하여 간헐운전을 행하도록 제어한다.
이와 같이 연료전지 시스템에 있어서 간헐운전을 행하도록 제어하는 경우에서도 상기한 동결의 문제는 생긴다. 즉, 간헐운전하고 있을 때에 저온환경하에서 연료전지 시스템의 정지상태가 길게 계속되면 상기한 바와 같이 시스템 내의 수분이 동결될 염려가 있다.
그러나 일본국 특개2003-151601호 공보에 기재되는 동결 방지방법에서는, 일단 연료전지 시스템을 정지한 후는 냉각의 진행을 방지하는 방법이 전혀 강구되어 있지 않기 때문에 상기 방법에 의해서는 간헐운전시의 정지상태에 생기는 동결을 확실하게 회피할 수는 없다. 즉, 일본국 특개2003-151601호 공보에 기재된 방법에서는 연료전지가 동결을 일으키기까지의 시간을 연장시킬 수 있다 하여도, 정지상태가 계속되는 한 냉각은 진행되는 것이기 때문에, 간헐운전시의 발전 정지상태가 오래 끌어진 경우에는 어쨌든 동결되게 된다. 특히 다음번 기동되기까지의 예상시간이라고 한 반드시 확실도가 높지 않은 값에 의거하여 정지시의 온도를 정하는 구성을 취하는 경우, 동결이 생길 가능성은 더욱 높아진다고 생각된다.
따라서 본 발명은 간헐운전시의 발전 정지상태에서 생기는 동결을 확실하게 회피할 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 제어장치는 연료전지의 발전상태와 발전 정지상태를 변환하여 간헐운전을 행하도록 제어하는 연료전지 시스템의 제어장치에 있어서, 연료전지 시스템을 구성하는 부품 중 수분을 함유하는 소정 부품의 온도에 적어도 의거하여 간헐운전시의 발전동작의 정지 가부를 결정하는 것을 특징으로 한다. 상기 소정 부품은, 연료가스 또는 산화가스의 유통경로에 배치된 밸브, 통로 또는 가습기 중의 적어도 하나로 할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면 소정 부품의 온도가 낮아 수분이 동결될 리스크가 높은 경우에는 간헐운전시에서도 발전동작이 정지되지 않고, 따라서 수분이 동결되는 것을 확실하게 회피할 수 있다.
적합하게는 상기 소정 부품의 온도를, 상기 소정 부품에 대응시켜 설치한 온도센서에 의하여 직접적으로 검출하거나, 또는 상기 연료전지 시스템의 운전상태 또는 외기온의 적어도 어느 하나에 의거하여 간접적으로 검출하는 것이 바람직하다.
또 적합하게는 상기 정지 가부의 결정에 있어서 부라고 결정된 경우, 상기 검출하는 온도가 문턱값을 초과하도록 상기 연료전지 시스템의 발전상태를 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 연료전지 시스템은, 연료전지의 발전상태와 발전 정지상태를 변환하여 간헐운전을 행하도록 제어하는 연료전지 시스템의 제어장치에 있어서, 상기 연료전지 시스템을 구성하는 부품 중 수분을 함유하는 소정 부품의 동결 리스크를 판정하는 수단과, 동결 리스크가 높다고 판정된 경우에 간헐운전을 금지하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 연료전지 시스템은, 전력을 소비하는 소비장치에의 전력공급원으로서 연료전지 및 상기 연료전지가 발전한 전력을 축전하는 축전장치를 구비하고, 상기 연료전지의 발전상태와 발전 정지상태를 변환하여 간헐운전을 행하는 연료전지 시스템으로서 본 발명의 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 연료전지 하이브리드 차량은, 본 발명의 연료전지 시스템을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 간헐운전시의 발전 정지상태에 생기는 동결을 확실하게 회피할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에서의 연료전지 시스템의 배관계통을 중심으로 하는 구성도,
도 2는 본 실시형태의 연료전지 시스템의 주요 구성도,
도 3은 제 1 실시예에 관한 간헐운전시의 발전동작의 정지 판단 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트,
도 4는 제 2 실시예에 관한 간헐운전시의 발전동작의 정지 판단 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트,
도 5는 동결방지 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.
이하, 각 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시형태에 대하여 설명한다.
도 2는 연료전지 전기 자동차에 탑재되는 연료전지 시스템의 개략 구성을 나타내고 있다.
연료전지 시스템(10)은 주로 연료가스공급장치(42), 산화가스공급장치(73), 연료전지(20) 및 제어부(80)를 구비하여 구성되어 있다. 연료가스는 예를 들면 수소가스이고, 산화가스는 예를 들면 공기이다. 제어부(80)는 액셀러레이터 센서(84)에 의하여 검출된 액셀러레이터 개방도로부터 연료전지(20)의 요구 발전량을 구하여 원하는 발전량이 얻어지도록 연료가스공급장치(42)와 산화가스공급장치(73)를 제어하여 연료전지(20)에 공급되는 연료가스유량과 산화가스유량을 조정한다. PCU(82)는 인버터와 DC/DC 컨버터를 포함하는 전력제어장치이고, 연료전지(20)가 발전한 직류전력을 교류전력으로 변환하여 차량 주행용 모터(83) 등의 부하장치에 공급하는 외에, 잉여전력을 축전장치(81)(2차 전지나 커패시터)에 축전한다. 축전장치(81)는 브레이크 회생시의 회생 에너지 저장원, 차량의 가속 또는 감속에 따르는 부하 변동시의 에너지 버퍼로서의 역할을 담당한다.
도 1은 연료전지 시스템(10)의 배관 계통을 중심으로 하는 시스템구성을 나타내고 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이 연료전지 시스템(10)은 연료전지(20)에 연료가스를 공급하기 위한 계통과, 산화가스를 공급하기 위한 계통과, 연료전지(20)를 냉각하기 위한 계통을 구비하여 구성되어 있다.
연료전지(20)는, 불소계 수지 등에 의하여 형성된 프로톤 전도성의 이온 교환막 등으로 이루어지는 고분자 전해질막(21)의 양면에 애노드극(22)과 캐소드극 (23)을 스크린 인쇄 등으로 형성한 막·전극 접합체(24)를 구비하고 있다. 막·전극 접합체(24)의 양면은, 연료가스, 산화가스, 냉각수의 유로를 가지는 세퍼레이터(도시 생략)에 의하여 샌드위치되고, 이 세퍼레이터와 애노드극(22) 및 캐소드극(23)과의 사이에 각각 홈형상의 애노드 가스 채널(25) 및 캐소드 가스 채널(26)을 형성하고 있다. 애노드극(22)에서는 수학식 (1)의 산화반응이 생기고, 캐소드극(23)에서는 수학식 (2)의 환원반응이 생긴다. 연료전지(20) 전체로서는 수학식 (3)의 기전반응이 생긴다.
Figure 112006066769138-pct00001
Figure 112006066769138-pct00002
Figure 112006066769138-pct00003
또한 상기 도면에서는 설명의 편의상, 막·전극 접합체(24), 애노드 가스 채널(25) 및 캐소드 가스 채널(26)로 이루어지는 단위 셀의 구조를 모식적으로 나타내고 있으나, 실제로는 상기한 세퍼레이터를 거쳐 복수의 단위 셀이 직렬로 접속한 스택구조를 구비하고 있다.
연료전지 시스템(10)의 냉각계통에는, 냉각수를 순환시키는 냉각로(31), 연료전지(20)로부터 배수되는 냉각수의 온도를 검출하는 온도센서(32), 냉각수의 열 을 외부로 방열하는 라디에이터(열교환기)(33), 라디에이터(33)로 유입하는 냉각수량을 조정하는 밸브(34), 냉각수를 가압하여 순환시키는 펌프(35) 및 연료전지(20)에 공급되는 냉각수의 온도를 검출하는 온도센서(36) 등이 설치되어 있다.
연료전지 시스템(10)의 연료가스공급계통에는 애노드 가스 채널(25)에 연료가스를 공급하기 위한 연료가스유로(41)와, 애노드 가스 채널(25)로부터 배기되는 연료 오프 가스를 연료가스유로(41)에 환류시키기 위한 순환유로(51)가 배관되어 있고, 이들 가스유로에 의하여 연료가스 순환계통이 구성되어 있다.
연료가스유로(41)에는 연료가스공급장치(42)로부터의 연료가스의 공급/정지를 제어하는 차단밸브(43), 연료가스의 압력을 검출하는 압력센서(44), 연료가스의 압력조정을 행하는 레귤레이터(45), 연료전지의 연료가스공급구(입구)를 개폐하는 차단밸브(46) 등이 설치되어 있다. 연료가스공급장치(41)는 예를 들면 고압 수소탱크, 수소흡장합금, 개질기 등으로 구성된다.
순환유로(51)에는 연료 오프 가스를 배출하는 차단밸브(52), 연료 오프 가스로부터 수분을 회수하는 기액 분리기(53), 회수한 물을 도시 생략한 탱크로 회수하는 배수밸브(54), 모터에 의하여 구동되는 순환펌프(가압수단)(55), 연료가스유로(41)의 연료가스가 순환유로(51)측으로 역류하는 것을 방지하는 역류저지 밸브(56) 등이 설치되어 있다. 순환펌프(55)는 제어부(80)의 제어에 의거하여 애노드 가스 채널(25)을 통과할 때에 압력 손실을 받은 연료 오프 가스를 압축하여 적절한 가스압까지 승압시켜 연료가스유로(41)에 환류시킨다. 연료 오프 가스는 연료가스유로(41)에서 연료가스공급장치(42)로부터 공급되는 연료가스와 합류하여 연료전지(20) 에 공급되어 재이용된다.
순환유로(51)에는 연료가스 순환계통으로부터 배기된 연료 오프 가스를 희석기(예를 들면 수소농도 저감장치)(62)를 거쳐 차 밖으로 배기하기 위한 배기유로(61)가 분기 배관되어 있다. 배기유로(61)에는 배기밸브(배기수단)(63)가 설치되어 있고, 연료 오프 가스의 배기제어를 행할 수 있도록 구성되어 있다. 배기밸브(63)를 개폐함으로써 연료전지 내의 순환을 반복하여 불순물 농도가 증가한 연료 오프 가스를 외부로 배출하고, 신규의 연료가스를 도입하여 셀 전압의 저하를 방지한다. 또 순환유로(51)의 내압에 맥동을 일으켜 가스유로에 축적한 수분을 제거할 수도 있다.
한편, 연료전지 시스템(10)의 산화가스공급계통에는 캐소드 가스 채널(26)에 산화가스를 공급하기 위한 산화가스유로(71)와, 캐소드 가스 채널(26)로부터 배기되는 캐소드 오프 가스를 배기하기 위한 캐소드 오프 가스유로(72)가 배관되어 있다. 산화가스유로(71)에는 대기로부터 도입한 공기에 함유되어 있는 분진 등을 제거하는 에어필터(74), 모터에 의하여 구동되는 에어컴프레서(75) 등으로 구성되고, 압축공기를 산화가스로 하여 산화가스유로(71)에 공급하는 산화가스공급장치(73)가 설치되어 있다. 또 산화가스공급장치(73)의 하류에 배치된 가습기(76)에서는 연료전지(20)의 전지반응으로 생긴 생성수에 의하여 고습윤상태가 된 캐소드 오프 가스와, 대기로부터 도입한 저습윤상태의 산화가스와의 사이에서 수분교환이 행하여진다. 캐소드 가스 채널(26)의 배압은 캐소드 오프 가스유로(72)에 설치된 압력 조정밸브(77)에 의하여 대략 일정압으로 압력조정된다. 캐소드 오프 가스유로(72)를 흐르는 캐소드 오프 가스는 설계에 따라 기액 분리기나 머플러 등을 경유하여 차 밖으로 배기되고, 또 그 일부는 희석기(62)로 흘러 들어 희석기(62) 내에 체류하는 연료 오프 가스를 혼합 희석하여 차 밖으로 배기된다.
제어부(80)는 도시 생략한 제어 컴프터 시스템에 의하여 구성되고, 도시 생략한 제어 프로그램에 따라 연료전지 시스템의 각부 동작의 제어를 실행한다. 제어컴퓨터 시스템은 공지의 입수 가능한 시스템에 의하여 구성할 수 있다.
예를 들면 제어부(80)는 각 유로에 설치된 온도센서(T), 압력센서(P)로부터의 센서신호를 수취하고, 전지 운전의 상태(예를 들면, 전력부하)에 따라 각 모터를 구동하여 순환펌프(55)와 에어컴프레서(74)의 회전수를 조정하고, 다시 각종 밸브의 개폐제어 또는 밸브 개방도의 조정 등을 행한다.
또 예를 들면 제어부(80)는 축전장치(81)에 의하여 전기자동차가 필요로 하는 전력을 조달할 수 있는 경우에는 축전장치(81) 단독으로, 부족한 경우에는 축전장치(81)와 연료전지 시스템(10)의 양쪽에서 전기자동차에 전력을 공급하도록 제어한다. 즉, 제어부(80)는 전기자동차가 필요로 하는 전력이나 축전장치(81)의 충전상태, 연료전지(20)의 수온 등에 따라 연료전지 시스템(10)의 발전상태와 발전 정지상태를 변환하여 간헐운전을 행하도록 제어한다.
간헐운전시에서의 제어부(80)의 동작은, 원칙으로서 종래의 연료전지 전기자동차에서의 간헐운전시의 동작과 동일하다. 예를 들면 차량 정차 등의 연료전지(20)의 발전효율(연비)이 저하하는 저부하상태에서는 연료전지(20)의 운전을 정지하고 축전장치(81)로부터 전력공급을 행한다. 한편, 축전장치(81)의 축전량이 저 하하거나 부하가 증대하면 연료전지(20)를 발전시켜 부하에의 전력공급, 축전장치(81)의 충전을 행한다.
단, 본 실시형태에서는 간헐운전시에 있어서 발전상태로부터 발전 정지상태로 이행할 때에 연료전지 시스템(10) 내의 부품 중 수분을 함유하는 소정 부품의 온도에 적어도 의거하여 발전동작의 정지 가부를 결정하여, 정지 가능한 경우에만 발전 정지상태로 이행하도록 제어부(80)의 동작을 구성하고 있는 점에서 종래와 다르다.
이하, 도 3, 도 4에 나타내는 플로우차트를 참조하여 간헐운전시의 발전동작의 정지판단에 관한 제어부(80)의 동작예에 대하여 설명한다.
(제 1 실시예 : 도 3)
제어부(80)는 간헐운전시에서 발전동작 중인 경우, 종래와 동일한 발전동작의 정지조건(예를 들면 부하가 낮은, 충전이 충분한, 수온이 높다는 조건), 즉 전기자동차(모터 등의 부하)가 필요로 하는 전력이나 축전장치(81)의 충전상태, 연료전지(20)의 수온 등에 의거하는 정지조건(제 1 정지조건)이 성립하고 있는 지의 여부를 판단하여(S100), 성립하고 있지 않은 경우에는 정지 판단 처리를 종료한다.
한편, 제 1 정지조건이 성립하고 있는 경우, 제어부(80)는 연료전지(20)에 대하여 정지요구가 이루어졌다고 판단하고, 연료전지 시스템(10) 내의 부품 중 수분을 함유하는 소정 부품의 온도를, 상기 소정 부품에 대응시켜 설치한 온도센서에 의하여 직접적으로 검출한다(S101).
여기서 상기 수분을 함유하는 소정 부품으로서, 연료가스 또는 산화가스의 유통경로에 배치된 밸브, 통로 또는 가습기 등 중의 적어도 하나를 선택하는 것을 생각할 수 있다. 예를 들면 연료가스유로(41)의 각 통로, 차단밸브(43), 레귤레이터(45),차단밸브(46) 등, 순환유로(51)의 각 통로, 차단밸브(52), 배수밸브(54), 역류저지 밸브(56) 등, 배기유로(61)의 각 통로, 배기밸브(63) 등, 산화가스유로(71)의 각 통로, 가습기(76), 연료전지의 산화가스공급구(입구)를 개폐하는 차단밸브 등, 캐소드 오프 가스유로(72)의 각 통로, 압력조정밸브(77) 등이다. 이들 각 부품 중 외표면에 가까운 위치(예를 들면 차량의 하면 등)에 배치되는 부품은, 외기에 의하여 냉각되어 수분이 동결되기 쉽기 때문에 특히 상기 소정 부품으로서 선택하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 소정 부품은, 연료전지 시스템 중 연료전지(스택)(20)의 외부 부품으로 해석하여도 좋다. 또는 외기에 노출된 또는 외기의 열전달의 영향을 받기 쉬운 외기 접촉 부품으로 해석하여도 좋다. 또한 도 1에서는 일부의 온도센서만 나타내고 있다.
다음에 제어부(80)는 각 소정 부품에 대하여 검출한 온도가 소정의 문턱값(m)을 초과하고 있는지의 여부를 판단한다(제 2 정지조건)(S102).
그리고 검출한 온도가 모두 문턱값(m)을 초과하고 있는 경우에는 발전동작의 정지가 가능하다고 결정하고, 종래와 마찬가지로 발전 정지상태로의 이행처리[예를 들면, 연료가스공급장치(42), 산화가스공급장치(73) 등을 정지함과 동시에, PCU(82)를 동작시켜 축전장치(81)로부터 모터(83) 등에 전력을 공급하는 등]를 실행한다 (S103).
또한 제어부(80)는 간헐운전시에 있어서 발전 정지상태에 있는 경우, 종래와 마찬가지로 전기자동차가 필요로 하는 전력이나 축전장치(81)의 충전상태, 연료전지(20)의 수온 등에 의거하여 발전상태로의 이행조건이 성립하고 있는 지의 여부를 판단하여, 성립하고 있는 경우에는 발전상태로의 이행처리를 실행한다.
한편, 제어부(80)는 온도센서에 의하여 직접적으로 검출한 온도 중 어느 하나가 문턱값(m) 이하로 되어 있는 경우에는, 상기 문턱값(m) 이하의 소정 부품에 대하여 동결 리스크가 높기 때문에 발전동작의 정지가 불가하다고 결정하고, 제 1 정지조건의 성립에 관계없이 발전상태를 유지하여(S104), 발전 정지상태로의 이행처리를 행하는 일 없이 정지 판단 처리를 종료한다.
또한 이때 제어수단(80)은, 종래와 마찬가지로 제 1 정지조건에 의거하여 발전동작을 정지할 수 있도록(즉, 제 2 정지조건을 따라 간헐동작의 실시가 제약되지 않도록), 연료전지(20)의 발전상태를 제어하고(예를 들면, 출력을 증가시켜), 그것에 따르는 발열(배열)에 의하여 소정 부품의 각 온도가 소정의 문턱값을 초과하도록 제어하여도 좋다.
제 1 실시예의 구성에 의하면, 연료전지 시스템(10) 내의 부품 중 수분을 함유하는 소정 부품의 온도를 검출하고, 상기 검출한 온도에 적어도 의거하여 간헐운전시의 발전동작의 정지의 가부를 결정하고 있기 때문에, 소정 부품의 온도가 낮아 수분이 동결될 리스크가 높은 경우에는 간헐운전시에서도 발전동작이 정지되지 않고, 따라서 수분이 동결되는 것을 확실하게 회피할 수 있다.
(제 2 실시예 : 도 4)
제어부(80)는 간헐운전시에 있어서 발전동작 중인 경우, 종래와 동일한 발전 동작의 정지조건, 즉 전기자동차가 필요로 하는 전력이나 축전장치(81)의 충전상태, 연료전지(20)의 수온 등에 의거하는 제 1 정지조건이 성립하고 있는 지의 여부를 판단한다(S200).
다음에 제어부(80)는 제 1 정지조건이 성립하고 있는 경우, 연료전지(20)에 대하여 정지요구가 이루어졌다고 판단하고, 연료전지 시스템(10) 내의 부품 중 수분을 함유하는 소정 부품의 온도(T)를 검출한다(S201).
여기서 제 2 실시예에서는 상기 수분을 함유하는 소정 부품은 제 1 실시예와 동일한 부품을 상정하나, 그들 소정 부품에 대하여 온도센서에 의하여 직접적으로 온도를 검출하는 대신에, 외기온이나 차속, 연료전지 시스템의 운전상태 등에 의하여 간접적으로 소정 부품의 온도를 검출하도록 처리를 구성한다. 연료전지 시스템의 운전상태란, 예를 들면 발전출력, 반응가스의 가스량, 가스온도, 연료전지스택의 온도 등이다.
간접적인 온도검출방법으로서, 예를 들면 전기자동차[또는 연료전지 시스템(10)]가 구비하는 외기온 센서로부터 출력되는 외기온(TOUT)과, 전기자동차가 구비하는 차속센서로부터 출력되는 차속(V)과, 연료전지(20)의 발전출력(전력)(P)과의 3개의 파라미터로부터 이하의 수학식 (4)에 따라 검출하는 것을 생각할 수 있다.
부품온도 T = 외기온 TOUT - a × 차속 V - b × 출력 P
또한, 상기 수학식에서 a, b는, 전기자동차나 연료전지 시스템(10)의 특성에 의거하여 정해지는 계수(차량 적합 정수)이다.
다음에 제어부(80)는 상기 수학식 (4)에 의거하여 간접적으로 검출한 부품온도(T)가 소정의 문턱값(m)을 초과하고 있는지의 여부를 판단한다(제 2 정지조건) (S202).
그리고 부품온도(T)가 문턱값(m)을 초과하고 있는 경우에는 발전동작의 정지가 가능하다고 결정하고, 종래와 마찬가지로 발전 정지상태로의 이행처리를 실행한다 (S203).
한편, 제어부(80)는 S202에서 부품온도(T)가 문턱값(m) 이하로 되어 있는 경우에는 소정 부품에 대한 동결 리스크가 높기 때문에 발전동작의 정지가 불가하다고 결정하고, 제 1 정지조건의 성립에 관계없이 발전상태를 유지하고(S204), 발전 정지상태로의 이행처리를 행하는 일 없이 정지 판단 처리를 종료한다.
또한 이때 제어수단(80)은 종래와 마찬가지로 제 1 정지조건에 의거하여 발전동작을 정지할 수 있도록(즉, 제 2 정지조건에 의하여 간헐동작의 실시가 제약되지 않도록), 연료전지(20)의 발전상태를 제어하고(예를 들면 출력을 증가시켜), 그것에 따르는 발열(배열)에 의하여 부품온도(T)가 소정의 문턱값(m)을 초과하도록 제어하여도 좋다. 이 경우, 예를 들면 이하의 수학식 (5)를 만족하도록 연료전지(20)의 출력 (P)을 제어하는 것을 생각할 수 있다.
출력 P > (부품온도 T - 외기온 TOUT + a × 차속 V)/b
제 2 실시예의 구성에 의하면, 제 1 실시예와 마찬가지로 연료전지 시스템(10) 내의 부품 중 수분을 함유하는 소정 부품의 온도를 검출하고, 그 검출한 온도 에 적어도 의거하여 간헐운전시의 발전동작의 정지 가부를 결정하고 있기 때문에, 소정부품의 온도가 낮아 수분이 동결될 리스크가 높은 경우에는 간헐운전시에서도 발전동작이 정지되지 않고, 따라서 수분이 동결되는 것을 확실하게 회피할 수 있다. 또 제1 실시예에 비하여 각 소정 부품에 대응시켜 온도센서를 설치할 필요는 없다.
(변형예)
본 발명은 상기 실시예에 한정되는 일 없이, 예를 들면 제 1 실시예 및 제 2 실시예의 구성을 조합시키는 등, 여러가지로 변형하여 적용하는 것이 가능하다.
또 예를 들면 상기 실시예에서는 제 2 정지조건이 성립하지 않는 경우[부품온도가 문턱값(m) 이하인 경우]에 간헐운전시의 발전동작의 정지가 불가하다고 하고 있으나, 예를 들면 제 2 정지조건이 성립하지 않는 경우에, 소정 부품에 대한 동결 리스크가 높다고 판정하여 간헐운전 자체를 금지하도록 제어처리[제어부(80)의 동작]를 구성하여도 좋다. 또한 간헐운전을 금지한다란, 간헐운전에서의 발전 정지상태가 되는 것을 금지하는 의미이다.
또 예를 들면 상기 실시예에서는 먼저 제 1 정지조건에 대하여 판단하고, 다음에 제 2 정지조건에 대하여 판단하는 구성으로 하고 있으나, 본 발명은 반드시 이와 같은 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면 먼저 제 2 정지조건을 판단하고, 제 2 정지조건이 성립하는 경우에 제 1 정지조건을 판단하는 구성으로 하여도 좋다.
또 예를 들면 제 2 실시예에서는 제 2 정지조건으로서 부품온도(T)에 의거하 는 1종류의 조건을 설명하였으나, 예를 들면 복수종류의 조건에 의하여 제 2 정지조건을 구성하여도 좋고, 또 그들 복수종류의 조건을 시퀀셜로 판단하는 구성으로 하여도 좋다. 예를 들면 제 1 정지조건이 성립하고 있는 경우, 먼저 첫번째의 제 2 정지조건으로서 외기온(TOUT)이 소정 문턱값(예를 들면 5℃)을 초과하고 있는지의 여부를 판단하여, 소정 문턱값을 초과하고 있는 경우에는 발전동작의 정지가 가능하다고 결정한다. 한편, TOUT이 소정 문턱값 이하인 경우에는, 상기 수학식 (4)에 의거하여 부품 온도(T)를 구하고, 두번째의 제 2 정지조건으로서 S102(및 그것 이후의 처리)를 실행하도록 구성한다.
또한 이들 형태를 조합시키면, 도 5에 나타내는 바와 같은 동결방지처리의 처리 플로우를 생각할 수도 있다. 먼저 외기온(TOUT)을 검출한다(S300). 다음에 상기 외기온(TOUT)이 소정 문턱값(예를 들면 5℃)을 초과하고 있는지의 여부를 판단하여 (S301), 소정 문턱값을 초과하고 있는 경우에는 통상의 간헐운전모드(제 1 정지조건 에 의거하여 발전동작의 정지 가부를 판단하는 모드)를 설정한다(S3 02). 한편, 외기온(TOUT)이 소정 문턱값 이하인 경우에는, 직접적으로 또는 간접적으로 소정 부품의 부품 온도를 구하여(S303), 상기 부품 온도가 소정 문턱값(m)을 초과하고 있는지의 여부를 판단한다(S304). 그리고 부품온도가 문턱값(m)을 초과하고 있는 경우에는 통상의 간헐운전모드를 설정하고(S302), 문턱값(m) 이하인 경우에는 소정 부품에 대한 동결 리스크가 높다고 판정하여 간헐운전을 금지하는 모드(발전동작의 정지를 불가로 하는 모드)를 설정한다(S305). 이와 같은 일련의 처리를 소정의 타이밍으로 반복하여 실행함으로써 상기 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있 다.

Claims (8)

  1. 연료전지의 발전상태와 발전 정지상태를 변환하여 간헐운전을 행하도록 제어하는 연료전지 시스템의 제어장치에 있어서,
    연료전지 시스템을 구성하는 부품 중 상기 연료전지 외부에 놓이고, 수분을 함유하는 소정 부품의 온도에 적어도 의거하여 간헐운전시의 발전동작의 정지 가부를 결정하며,
    상기 소정 부품은, 연료가스 또는 산화가스의 유통경로에 배치된 밸브, 통로 또는 가습기의 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 제어장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 소정 부품의 온도를, 상기 소정 부품에 대응시켜 설치한 온도센서에 의하여 직접적으로 검출하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 제어장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 소정 부품의 온도를, 상기 연료전지 시스템의 운전상태 또는 외기온의 적어도 어느 하나에 의거하여 간접적으로 검출하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 제어장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 정지 가부의 결정에 있어서 불가라고 결정한 경우, 상기 검출하는 온도가 문턱값을 초과하도록 상기 연료전지 시스템의 발전상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 제어장치.
  6. 연료전지의 발전상태와 발전 정지상태를 변환하여 간헐운전을 행하도록 제어하는 연료전지 시스템에 있어서,
    상기 연료전지 시스템을 구성하는 부품 중 상기 연료전지 외부에 놓이고, 수분을 함유하는 소정 부품의 동결 리스크를 판정하는 수단과,
    동결 리스크가 높다고 판정된 경우에 간헐운전을 금지하는 제어수단을 구비하며,
    상기 소정 부품은, 연료가스 또는 산화가스의 유통경로에 배치된 밸브, 통로 또는 가습기의 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  7. 연료전지 시스템에 있어서,
    전력을 소비하는 소비장치에의 전력공급원으로 제공되는 연료전지와, 전력을 소비하는 소비장치에의 전력 공급원으로 제공되는 상기 연료전지가 발전한 전력을 축전하는 축전장치와, 제 1항 또는 제 2항에 기재된 제어장치를 구비하고,
    상기 연료전지 시스템은 상기 연료전지의 발전상태와 발전 정지상태를 변환하여 간헐운전을 행하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  8. 제 7항에 기재된 연료전지 시스템을 구비한 것을 특징으로 하는 연료전지 하 이브리드 차량.
KR1020067018995A 2004-03-17 2005-03-15 연료전지 시스템의 제어장치, 연료전지 시스템, 연료전지 하이브리드 차량 KR100811806B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004076467A JP4993240B2 (ja) 2004-03-17 2004-03-17 制御装置
JPJP-P-2004-00076467 2004-03-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060123777A KR20060123777A (ko) 2006-12-04
KR100811806B1 true KR100811806B1 (ko) 2008-03-10

Family

ID=34975889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067018995A KR100811806B1 (ko) 2004-03-17 2005-03-15 연료전지 시스템의 제어장치, 연료전지 시스템, 연료전지 하이브리드 차량

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8420272B2 (ko)
JP (1) JP4993240B2 (ko)
KR (1) KR100811806B1 (ko)
CN (1) CN100524924C (ko)
DE (1) DE112005000484B4 (ko)
WO (1) WO2005088754A1 (ko)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5168814B2 (ja) 2006-04-19 2013-03-27 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム、および燃料電池システムを搭載する車両
US7514171B2 (en) * 2006-06-09 2009-04-07 Gm Global Technology Operations, Inc. Cathode transient humidity control in a fuel cell system
JP4530176B2 (ja) * 2006-10-26 2010-08-25 トヨタ自動車株式会社 燃料電池車両
JP4591896B2 (ja) * 2007-11-27 2010-12-01 本田技研工業株式会社 燃料電池電源システムが搭載された車両
JP4359856B2 (ja) * 2007-12-11 2009-11-11 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及び移動体
JP4735642B2 (ja) * 2007-12-27 2011-07-27 日産自動車株式会社 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
US8415064B2 (en) 2008-01-23 2013-04-09 Panasonic Corporation Fuel cell system
JP5443776B2 (ja) * 2009-01-28 2014-03-19 本田技研工業株式会社 燃料電池システム及び燃料電池システムの運転方法
KR101481233B1 (ko) * 2012-12-07 2015-01-09 현대자동차주식회사 연료전지차량의 급기장치
KR101550963B1 (ko) * 2013-07-08 2015-09-07 현대자동차주식회사 비상공기포트 및 비상공기포트가 구비된 연료전지시스템
US9537161B2 (en) * 2013-10-11 2017-01-03 GM Global Technology Operations LLC Freeze-tolerant valve
US10290880B2 (en) * 2014-04-23 2019-05-14 GM Global Technology Operations LLC Fuel cell cathode balance of plant freeze strategy
US10869623B2 (en) 2014-05-28 2020-12-22 Santec Corporation Non-invasive optical measurement of blood analyte
CA2955989C (en) * 2014-07-24 2019-05-14 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system and control method for fuel cell system
US10548520B2 (en) 2015-04-01 2020-02-04 Santec Corporation Non-invasive optical measurement of blood analyte
US10426336B2 (en) 2015-06-01 2019-10-01 Santec Corporation Optical coherence tomography system combining two wavelengths
JP6361593B2 (ja) 2015-06-26 2018-07-25 トヨタ自動車株式会社 車両および燃料電池システム
JP6198869B2 (ja) * 2016-02-15 2017-09-20 本田技研工業株式会社 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法
US10677580B2 (en) 2016-04-27 2020-06-09 Santec Corporation Optical coherence tomography system using polarization switching
US9993153B2 (en) 2016-07-06 2018-06-12 Santec Corporation Optical coherence tomography system and method with multiple apertures
US10426337B2 (en) 2017-06-01 2019-10-01 Santec Corporation Flow imaging in an optical coherence tomography (OCT) system
US10408600B2 (en) 2017-06-22 2019-09-10 Santec Corporation Optical coherence tomography with a fizeau-type interferometer
US10206567B2 (en) 2017-07-12 2019-02-19 Santec Corporation Dual wavelength resampling system and method
JP6819516B2 (ja) * 2017-08-30 2021-01-27 トヨタ自動車株式会社 加湿装置及びそれを備えた燃料電池システム
US10502546B2 (en) 2017-11-07 2019-12-10 Santec Corporation Systems and methods for variable-range fourier domain imaging
JP6969321B2 (ja) * 2017-11-28 2021-11-24 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
US11213200B2 (en) 2018-03-22 2022-01-04 Santec Corporation Topographical imaging using combined sensing inputs
US11067671B2 (en) 2018-04-17 2021-07-20 Santec Corporation LIDAR sensing arrangements
US10838047B2 (en) 2018-04-17 2020-11-17 Santec Corporation Systems and methods for LIDAR scanning of an environment over a sweep of wavelengths
CN108598541B (zh) * 2018-05-16 2021-03-16 潍柴动力股份有限公司 一种sofc温度控制方法、温度控制系统及车辆
US11637300B2 (en) * 2019-03-14 2023-04-25 Honeywell International Inc. Fuel cell based power generator

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001143736A (ja) 1999-11-10 2001-05-25 Toshiba Corp 電源システム
JP2001307758A (ja) 2000-04-21 2001-11-02 Toyota Motor Corp 燃料電池システムおよび電気自動車
JP2002034171A (ja) 2000-07-17 2002-01-31 Yamaha Motor Co Ltd 電動車両の電力制御方法
WO2002056403A1 (fr) 2001-01-12 2002-07-18 Sanyo Electric Co., Ltd. Dispositif de production de puissance par pile a combustible a electrolyte haut polymere solide
JP2002246054A (ja) 2001-02-13 2002-08-30 Denso Corp 燃料電池システム
JP2003100328A (ja) 2001-09-26 2003-04-04 Sanyo Electric Co Ltd 固体高分子型燃料電池システム
WO2003043113A1 (en) 2001-11-13 2003-05-22 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system and method of stopping the system
JP2003178781A (ja) 2002-08-08 2003-06-27 Honda Motor Co Ltd 燃料電池用の加湿装置
US20030232226A1 (en) 2002-06-12 2003-12-18 Denso Corporation Fuel cell system

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3926051A (en) * 1975-01-02 1975-12-16 Oded Katzman Frost protection plug for a water meter
US6186254B1 (en) * 1996-05-29 2001-02-13 Xcelliss Fuel Cell Engines Inc. Temperature regulating system for a fuel cell powered vehicle
JP3581495B2 (ja) * 1996-09-02 2004-10-27 本田技研工業株式会社 燃料電池用ガスの加湿装置
JPH11214025A (ja) 1998-01-21 1999-08-06 Sanyo Electric Co Ltd 燃料電池装置
DE19932781C2 (de) * 1999-07-14 2003-07-24 Daimler Chrysler Ag Verfahren und Schaltungsanordnung zur Versorgung eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie
JP3636068B2 (ja) * 2000-02-16 2005-04-06 日産自動車株式会社 燃料電池制御装置
JP2002319425A (ja) * 2001-04-23 2002-10-31 Honda Motor Co Ltd 燃料電池の状態検出装置
US6555989B1 (en) * 2001-11-27 2003-04-29 Ballard Power Systems Inc. Efficient load-following power generating system
JP4013609B2 (ja) * 2002-03-26 2007-11-28 松下電器産業株式会社 燃料電池システム
DE10230783A1 (de) * 2002-07-09 2004-01-29 Daimlerchrysler Ag Brennstoffzellensystem, seine Anwendung und Verfahren zu seinem Betrieb
JP3951861B2 (ja) 2002-08-27 2007-08-01 日産自動車株式会社 燃料電池装置
JP4179855B2 (ja) * 2002-11-22 2008-11-12 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP2004311277A (ja) * 2003-04-09 2004-11-04 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
JP2004342430A (ja) * 2003-05-15 2004-12-02 Toyota Motor Corp 燃料電池システムおよびその運転方法
JP4525008B2 (ja) * 2003-07-02 2010-08-18 トヨタ自動車株式会社 エネルギ出力装置およびエネルギ出力装置の制御方法
JP4802468B2 (ja) 2003-09-12 2011-10-26 トヨタ自動車株式会社 燃料電池搭載装置およびそのシステム

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001143736A (ja) 1999-11-10 2001-05-25 Toshiba Corp 電源システム
JP2001307758A (ja) 2000-04-21 2001-11-02 Toyota Motor Corp 燃料電池システムおよび電気自動車
JP2002034171A (ja) 2000-07-17 2002-01-31 Yamaha Motor Co Ltd 電動車両の電力制御方法
WO2002056403A1 (fr) 2001-01-12 2002-07-18 Sanyo Electric Co., Ltd. Dispositif de production de puissance par pile a combustible a electrolyte haut polymere solide
JP2002246054A (ja) 2001-02-13 2002-08-30 Denso Corp 燃料電池システム
JP2003100328A (ja) 2001-09-26 2003-04-04 Sanyo Electric Co Ltd 固体高分子型燃料電池システム
WO2003043113A1 (en) 2001-11-13 2003-05-22 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system and method of stopping the system
US20030232226A1 (en) 2002-06-12 2003-12-18 Denso Corporation Fuel cell system
JP2003178781A (ja) 2002-08-08 2003-06-27 Honda Motor Co Ltd 燃料電池用の加湿装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060123777A (ko) 2006-12-04
JP4993240B2 (ja) 2012-08-08
JP2005267961A (ja) 2005-09-29
US8420272B2 (en) 2013-04-16
CN100524924C (zh) 2009-08-05
CN1930720A (zh) 2007-03-14
DE112005000484B4 (de) 2009-02-19
US20070141418A1 (en) 2007-06-21
WO2005088754A1 (ja) 2005-09-22
DE112005000484T5 (de) 2008-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100811806B1 (ko) 연료전지 시스템의 제어장치, 연료전지 시스템, 연료전지 하이브리드 차량
US7867661B2 (en) Fuel cell system and method
US8206863B2 (en) Fuel cell system and its temperature adjusting method
RU2364990C1 (ru) Батарея топливных элементов
US8349509B2 (en) Fuel cell system and fuel cell system failure judgment method
JP4831417B2 (ja) 燃料電池システム
JP4525008B2 (ja) エネルギ出力装置およびエネルギ出力装置の制御方法
KR100845567B1 (ko) 연료전지시스템과 그 운전방법 및 연료전지 차량
US20060216555A1 (en) Fuel cell system and method for removing residual fuel gas
WO2006109756A1 (ja) 燃料電池システム
JP7200953B2 (ja) 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
JP2019087470A (ja) 燃料電池システムおよびその制御方法
CN101427411B (zh) 燃料电池系统和安装有燃料电池系统的车辆
KR100852267B1 (ko) 연료가스저장공급장치
KR20210156392A (ko) 연료전지차량의 회생제동 제어 장치 및 그 방법
JP6972920B2 (ja) 燃料電池システム
JP2006294458A (ja) 燃料電池システム
JP4940573B2 (ja) 燃料ガス供給装置
JP4514417B2 (ja) 燃料電池システムにおける制御弁の状態判定方法
JP2007109568A (ja) 燃料電池システム
JP2019091594A (ja) 燃料電池システム
KR20200065179A (ko) 연료전지시스템의 운전 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0105 International application

Patent event date: 20060915

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20070920

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20080125

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20080303

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20080304

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20110222

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20120223

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130227

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20130227

Start annual number: 6

End annual number: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140220

Year of fee payment: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20140220

Start annual number: 7

End annual number: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150224

Year of fee payment: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20150224

Start annual number: 8

End annual number: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160219

Year of fee payment: 9

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20160219

Start annual number: 9

End annual number: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20171214