[發(fā)明專利]燃料電池系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710117213.6
• 申請(qǐng)日: 2017-03-01
• 公開（公告）號(hào): CN107154507B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杉山直紀(jì);飯尾敦雄;小田宏平;山中富夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M8/0438
• 分類號(hào): H01M8/0438;H01M8/04746;H01M8/04992
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 高培培;車文

1.一種燃料電池系統(tǒng)，其中，具備：

燃料電池組；

壓縮機(jī)，經(jīng)由陰極氣體流路向所述燃料電池組供給陰極氣體；

調(diào)壓閥，調(diào)整所述陰極氣體流路的壓力；

流量計(jì)，測(cè)定向所述燃料電池組供給的陰極氣體的流量；

壓力傳感器，測(cè)定所述陰極氣體流路的壓力；以及

控制部，

所述控制部，

(i)根據(jù)所述陰極氣體的流量目標(biāo)值和所述陰極氣體流路的壓力目標(biāo)值，計(jì)算所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值和所述調(diào)壓閥的開度目標(biāo)值，所述陰極氣體的流量目標(biāo)值和所述陰極氣體流路的壓力目標(biāo)值根據(jù)所述燃料電池組的輸出要求值而決定，

(ii)根據(jù)所述陰極氣體的流量的測(cè)定值與所述流量目標(biāo)值之間的差分計(jì)算所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)矩反饋值，使用所述轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值與所述轉(zhuǎn)矩反饋值相加得到的轉(zhuǎn)矩指令值來控制所述壓縮機(jī)，

(iii)根據(jù)所述陰極氣體流路的壓力的測(cè)定值與所述壓力目標(biāo)值之間的差分計(jì)算所述調(diào)壓閥的開度反饋值，使用將所述開度反饋值延遲而得到的延遲開度反饋值與所述調(diào)壓閥的開度目標(biāo)值相加得到的開度指令值來控制所述調(diào)壓閥的開度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，

所述控制部包括使所述開度反饋值延遲的延遲處理部，

所述延遲處理部具備第一延遲處理部和第二延遲處理部中的至少一方，

所述第一延遲處理部執(zhí)行一階延遲的處理和等待時(shí)間延遲的處理中的至少一者或者二階延遲的處理和等待時(shí)間延遲的處理中的至少一者，所述一階延遲的處理是通過對(duì)所述開度反饋值進(jìn)行一階微分來生成所述延遲開度反饋值的處理，所述二階延遲的處理是通過對(duì)所述開度反饋值進(jìn)行一階微分及二階微分來生成所述延遲開度反饋值的處理，所述等待時(shí)間延遲的處理是通過使所述開度反饋值延遲預(yù)先確定的時(shí)間來生成所述延遲開度反饋值的處理，

所述第二延遲處理部在從所述轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值和所述開度目標(biāo)值中的至少一方發(fā)生了變化的時(shí)間點(diǎn)起到預(yù)先確定的判定條件成立為止的期間，將所述開度反饋值置換為零。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池系統(tǒng)，

所述控制部具有所述第二延遲處理部，

所述判定條件是所述轉(zhuǎn)矩反饋值的絕對(duì)值成為預(yù)先確定的閾值以下。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池系統(tǒng)，

所述控制部具有所述第二延遲處理部，

所述判定條件包括所述陰極氣體的流量的測(cè)定值與所述流量目標(biāo)值之間的差分的絕對(duì)值成為預(yù)先確定的閾值以下及所述陰極氣體的流量的測(cè)定值的每單位時(shí)間的變化量的絕對(duì)值成為預(yù)先確定的閾值以下中的至少一方。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池系統(tǒng)，

所述控制部具有所述第二延遲處理部，

所述判定條件包括所述陰極氣體流路的壓力的測(cè)定值與所述壓力目標(biāo)值之間的差分的絕對(duì)值成為預(yù)先確定的閾值以下及所述陰極氣體流路的壓力的測(cè)定值的每單位時(shí)間的變化量的絕對(duì)值成為預(yù)先確定的閾值以下中的至少一方。

6.一種燃料電池系統(tǒng)的控制方法，該燃料電池系統(tǒng)具備：

燃料電池組；

壓縮機(jī)，經(jīng)由陰極氣體流路向所述燃料電池組供給陰極氣體；

調(diào)壓閥，調(diào)整所述陰極氣體流路的壓力；

流量計(jì)，測(cè)定向所述燃料電池組供給的陰極氣體的流量；以及

壓力傳感器，測(cè)定所述陰極氣體流路的壓力，

其中，該控制方法包括：

(i)根據(jù)所述陰極氣體的流量目標(biāo)值和所述陰極氣體流路的壓力目標(biāo)值，計(jì)算所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值和所述調(diào)壓閥的開度目標(biāo)值的工序，所述陰極氣體的流量目標(biāo)值和所述陰極氣體流路的壓力目標(biāo)值根據(jù)所述燃料電池組的輸出要求值而決定；

(ii)根據(jù)所述陰極氣體的流量的測(cè)定值與所述流量目標(biāo)值之間的差分計(jì)算所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)矩反饋值，使用所述轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值與所述轉(zhuǎn)矩反饋值相加得到的轉(zhuǎn)矩指令值來控制所述壓縮機(jī)的工序；以及

(iii)根據(jù)所述陰極氣體流路的壓力的測(cè)定值與所述壓力目標(biāo)值之間的差分計(jì)算所述調(diào)壓閥的開度反饋值，使用將所述開度反饋值延遲而得到的延遲開度反饋值與所述調(diào)壓閥的開度目標(biāo)值相加得到的開度指令值來控制所述調(diào)壓閥的開度的工序。