[發明專利]燃料電池系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201710130772.0
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN107180984B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 飯尾敦雄;山中富夫;小田宏平;杉山直紀
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04746
• 分類號: H01M8/04746;H01M8/04111
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 高培培;車文

1.一種燃料電池系統，其中，具備：

燃料電池組；

渦輪壓縮機，將陰極氣體經由陰極氣體供給線向所述燃料電池組供給；

調壓閥，調整所述陰極氣體的壓力；以及

控制部，

所述控制部根據基于所述燃料電池組的輸出要求值所決定的所述陰極氣體的目標流量和所述陰極氣體的目標壓力，算出所述渦輪壓縮機的目標轉速和所述調壓閥的目標開度，并使用所述目標轉速和所述目標開度來控制所述渦輪壓縮機和所述調壓閥，

在所述輸出要求值增加了的情況下，

(a)所述控制部至少基于所述輸出要求值的增加量來決定向所述燃料電池組供給的所述陰極氣體的流量的超調容許級別符合多個級別中的哪個級別，

(b)所述控制部以所述決定出的超調容許級別越低則所述陰極氣體的流量變化中的超調量越小的方式設定所述調壓閥的開度隨時間的變化，而執行對所述調壓閥的控制。

2.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其中，

在所述(b)中，

(i)在所述超調容許級別為所述多個級別中的最高級別的情況下，所述控制部將所述調壓閥的開度在比所述目標開度大的開度維持一定時間，然后在使所述調壓閥的開度朝向所述目標開度減小之后維持于所述目標開度，

(ii)在所述超調容許級別為所述多個級別中的最低級別的情況下，所述控制部在使所述調壓閥的開度減小到比所述目標開度小的小開度后在所述小開度維持一定時間，然后在使所述調壓閥的開度朝向所述目標開度增大之后維持于所述目標開度。

3.根據權利要求2所述的燃料電池系統，其中，

所述(i)中的比所述目標開度大的開度是比所述(b)中的所述調壓閥的控制開始前的開度小且比所述目標開度大的中間開度。

4.根據權利要求2或3所述的燃料電池系統，其中，

該燃料電池系統還具備測定所述燃料電池組的阻抗的阻抗傳感器，

在從所述阻抗傳感器得到的阻抗大于預先設定的值的情況下，所述控制部將所述超調容許級別設定為所述最低級別。

5.根據權利要求2或3所述的燃料電池系統，其中，

該燃料電池系統還具備測定所述燃料電池組的冷卻水的溫度的溫度傳感器，

在從所述溫度傳感器得到的冷卻水的溫度高于預先設定的值的情況下，所述控制部將所述超調容許級別設定為所述最低級別。

6.一種燃料電池系統的控制方法，該燃料電池系統具備燃料電池組、將陰極氣體經由陰極氣體供給線向所述燃料電池組供給的渦輪壓縮機以及調整所述陰極氣體的壓力的調壓閥，其中，

根據基于所述燃料電池組的輸出要求值所決定的所述陰極氣體的目標流量和所述陰極氣體的目標壓力，算出所述渦輪壓縮機的目標轉速和所述調壓閥的目標開度，并使用所述目標轉速和所述目標開度來控制所述渦輪壓縮機和所述調壓閥，

在所述輸出要求值增加了的情況下，

(a)至少基于所述輸出要求值的增加量來決定向所述燃料電池組供給的所述陰極氣體的流量的超調容許級別符合多個級別中的哪個級別，

(b)以所述決定出的超調容許級別越低則所述陰極氣體的流量變化中的超調量越小的方式設定所述調壓閥的開度隨時間的變化，而執行對所述調壓閥的控制。

7.根據權利要求6所述的燃料電池系統的控制方法，其中，

在所述(b)中，

(i)在所述超調容許級別為所述多個級別中的最高級別的情況下，將所述調壓閥的開度在比所述目標開度大的開度維持一定時間，然后在使所述調壓閥的開度朝向所述目標開度減小之后維持于所述目標開度，

(ii)在所述超調容許級別為所述多個級別中的最低級別的情況下，在使所述調壓閥的開度減小到比所述目標開度小的小開度后在所述小開度維持一定時間，然后在使所述調壓閥的開度朝向所述目標開度增大之后維持于所述目標開度。

8.根據權利要求7所述的燃料電池系統的控制方法，其中，

所述(i)中的比所述目標開度大的開度是比所述(b)中的所述調壓閥的控制開始前的開度小且比所述目標開度大的中間開度。