燃料电池系统的控制装置制造方法及图纸

一种燃料电池系统，其通过蓄电池和燃料电池向外部负载供给电力，该燃料电池系统具有：氧化剂供给机，其向燃料电池供给氧化剂；氧化剂通路，其与燃料电池连接设置，使从氧化剂供给机供给的氧化剂流过；旁通通路，其从与燃料电池相比更靠近上游的氧化剂通路分支，使由氧化剂供给机供给的氧化剂的一部分绕过燃料电池而流动；旁通阀，其设置在旁通通路中，对流过旁通通路的氧化剂流量进行调整；氧化剂流量控制部，其通过氧化剂供给机供给与燃料电池的要求发电量相对应的氧化剂流量；以及声振模式用氧化剂流量控制部，其通过氧化剂供给机供给恒定量的氧化剂流量，该燃料电池系统的控制装置包含旁通阀控制部，其在通过声振模式用氧化剂流量控制部控制氧化剂供给机时，对应于燃料电池的要求而控制旁通阀。

Control device for fuel cell system

A fuel cell system, the power supply load to the outside through the battery and fuel cell, fuel cell system with the oxidant supply, the supply to the fuel cell oxidant; oxidant pathway, which is connected with a fuel cell is provided, the oxidant flow from the oxidant supply machine supply; a bypass passage. From the fuel cell and compared the oxidant pathway branch closer to the upper part of the oxidant by the oxidant supply machine supply bypassing fuel cell flow; the bypass valve, which is arranged in the bypass passage, adjust the flow through the bypass passage of oxidant; oxidant flow control, by oxidation agent feeder supply and fuel cell power generation requirements corresponding to the oxidant flow; and the acoustic modes in the oxidizer flow control, the oxidant supply supply machine A constant amount of oxidant flow, control device of the fuel cell system includes bypass valve control, the oxidant flow control part controls the oxidant supply machine through acoustic modes, corresponding to the requirements of fuel cell control by-pass valve.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池系统的控制装置
本专利技术涉及一种用于控制燃料电池系统的装置。
技术介绍
在燃料电池系统中，必须对应于燃料电池的发电量供给空气，但发电要求因电池的SOC控制等而容易变动，容易从将空气供给至燃料电池堆的压缩机发出周期性的变动声。上述变动声，特别是在背景噪声低的车辆停止中等容易被乘员感知。乘员会感到上述变动声刺耳而产生不适感。对此，在JP2006－179331A中，利用冷却器风扇等发出的不规则的噪声进行遮盖，使乘员难以感知。作为其他相关联的文献，有JP3895263B。
技术实现思路
但是，上述方法在冷却器风扇没有被驱动的状态下无法实施。另一方面，可以使压缩机流量恒定，但与其相对应，会供给燃料电池堆的发电所不需要的空气，例如有可能产生变得过干燥的问题。因此，本专利技术就是着眼于上述问题点而提出的。本专利技术的目的在于提供一种燃料电池系统的控制装置，其使乘员难以感知压缩机的动作声。本专利技术的一个方式的燃料电池系统的控制装置通过蓄电池和燃料电池向外部负载供给电力。并且，该燃料电池系统具有：氧化剂供给机，其向所述燃料电池供给氧化剂；氧化剂通路，其与所述燃料电池连接设置，并流过从所述氧化剂供给机供给的氧化剂；旁通通路，其从与所述燃料电池相比更靠近上游的氧化剂通路分支，使由所述氧化剂供给机供给的氧化剂的一部分以绕过燃料电池的方式流动；旁通阀，其设置在所述旁通通路中，对流过旁通通路的氧化剂流量进行调整；氧化剂流量控制部，其通过所述氧化剂供给机供给与所述燃料电池的要求发电量相对应的氧化剂流量；以及声振模式用氧化剂流量控制部，其通过所述氧化剂供给机供给恒定量的氧化剂流量。并且，该燃料电池系统的控制装置包含旁通阀控制部，其在所述声振模式用氧化剂流量控制部控制所述氧化剂供给机时，对应于所述燃料电池的要求而控制所述旁通阀。下面，参照附图，对本专利技术的实施方式、本专利技术的优点进行详细说明。附图说明图1是表示使用本专利技术所涉及的燃料电池系统的控制装置的基本系统的图。图2是电池的充电率SOC和燃料电池堆的发电电力的相互关系图。图3是说明实施方式的解决课题的图。图4是本专利技术所涉及的燃料电池系统的控制装置的控制器所执行的控制流程图。图5是将对供给至燃料电池堆的空气量进行运算的功能以框图表示的图。图6是表示判定运转模式的子程序的图。图7是表示通常模式运转的子程序的图。图8是将对通常模式运转中的排放空气量进行运算的功能以框图进行表示的图。图9是表示声振模式运转的子程序的图。图10是将对声振模式运转中的排放空气量进行运算的功能以框图进行表示的图。图11是说明第1实施方式的通常模式运转中的动作的图。图12是说明第1实施方式的声振模式运转中的动作的图。图13是说明第1实施方式的声振模式运转中的动作的时序图。图14是表示本专利技术所涉及的燃料电池系统的第2实施方式的运转模式判定子程序的图。图15是表示本专利技术所涉及的燃料电池系统的第3实施方式的声振模式运转子程序的图。图16是对通常模式运转中的压缩机21的运转方法进行说明的图。图17是在声振模式运转中，对不控制阴极调压阀的情况下的问题点进行说明的图。图18是在声振模式运转中，对第3实施方式的作用效果进行说明的图。图19是表示本专利技术所涉及的燃料电池系统的第4实施方式的运转模式判定子程序的图。图20是表示本专利技术所涉及的燃料电池系统的第5实施方式的运转模式判定子程序的图。图21是表示本专利技术所涉及的燃料电池系统的第6实施方式的声振模式子程序的图。图22是将运算富余发电电力的功能以框图进行表示的图。图23是将对压缩机供给的空气的增加量进行运算的功能以框图进行表示的图。图24是说明第6实施方式的作用效果的图。具体实施方式（第1实施方式）图1是表示使用本专利技术所涉及的燃料电池系统的控制装置的基本系统的图。首先，参照图1，对使用本专利技术所涉及的燃料电池系统的控制装置的基本系统进行说明。作为燃料电池堆10，一边将电解质膜维持为适度的湿润状态，一边供给反应气体（氧气O2、氢气H2）而进行发电。为了实现上述过程，燃料电池堆10与阴极流路20、阳极流路30、冷却水循环流路40连接。此外，燃料电池堆10的发电电流通过电流传感器101检测。燃料电池堆10的发电电压通过电压传感器102检测。包含供给至燃料电池堆10的氧气O2在内的空气作为阴极气体而在阴极流路20中流动。在阴极流路20中设置压缩机21、WRD（WaterRecoveryDevice）22、阴极调压阀23。另外，在阴极流路20上并联设置排放流路200。排放流路200从压缩机21下游且WRD22上游的阴极流路20分支，并与阴极调压阀23下游的阴极流路20合流。由于形成上述结构，因此，通过压缩机21送风的空气的一部分流向排放流路200而绕过燃料电池堆10。在排放流路200中设置排放阀210。此外，排放流路200相当于权利要求的旁通通路。排放阀210相当于权利要求的旁通阀。压缩机21在本实施方式中例如是离心式的涡轮压缩机。压缩机21配置在燃料电池堆10或WRD22上游的阴极流路20中。压缩机21通过电动机M驱动。压缩机21调整流过阴极流路20的阴极气体的流量。阴极气体的流量通过压缩机21的转速进行调整。WRD22将导入至燃料电池堆10的空气加湿。WRD22包含：被加湿部，其使成为加湿对象的气体流过；以及加湿部，其使成为加湿源的含水气体流过。在被加湿部中流过由压缩机21导入的空气。在加湿部中流过在燃料电池堆10中流通而含有水的气体。阴极调压阀23设置在燃料电池堆10下游的阴极流路20中。阴极调压阀23对流过阴极流路20的阴极气体的压力进行调整。阴极气体的压力通过阴极调压阀23的开度进行调整。流过压缩机21上游的阴极流路20的阴极气体的压力P1由阴极压力传感器201检测。该阴极压力传感器201设置在压缩机21上游。流过阴极流路20的阴极气体的流量Q由阴极流量传感器202检测。该阴极流量传感器202设置在压缩机21下游、且WRD22上游。流过阴极流路20的阴极气体的压力由阴极压力传感器203检测。该阴极压力传感器203也设置在压缩机21下游、且WRD22上游。并且，在图1中，阴极压力传感器203位于阴极流量传感器202的下游位置处。排放阀210设置在排放流路200中。排放阀210对流过排放流路200的阴极气体的流量进行调整。阴极气体的流量通过排放阀210的开度进行调整。供给至燃料电池堆10的氢气H2作为阳极气体而在阳极流路30中流动。在阳极流路30中设置储气瓶31、阳极调压阀32、排气阀33。在储气瓶31中以高压状态贮藏有氢气H2。储气瓶31设置在阳极流路30的最上游。阳极调压阀32设置在储气瓶31的下游。阳极调压阀32对从储气瓶31新供给至阳极流路30的阳极气体的压力进行调整。阳极气体的压力通过阳极调压阀32的开度进行调整。排气阀33设置在燃料电池堆10的下游。如果打开排气阀34，则阳极气体被排出。流过阳极流路30的阳极气体的压力由阳极压力传感器301检测。该阳极压力传感器301设置在阳极调压阀32下游、且燃料电池堆10上游。在冷却水循环流路40中流过供给至燃料电池堆10的冷却水。在冷却水循环流路40中设置冷却器41、三位阀42、水泵43。另外，在冷却水循环流路4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池系统的控制装置，该燃料电池系统通过蓄电池和燃料电池向外部负载供给电力，该燃料电池系统具有：氧化剂供给机，其向所述燃料电池供给氧化剂；氧化剂通路，其与所述燃料电池连接设置，使从所述氧化剂供给机供给的氧化剂流过；旁通通路，其从与所述燃料电池相比更靠近上游的氧化剂通路分支，使由所述氧化剂供给机供给的氧化剂的一部分绕过燃料电池而流动；旁通阀，其设置在所述旁通通路中，对流过旁通通路的氧化剂流量进行调整；氧化剂流量控制部，其通过所述氧化剂供给机供给与所述燃料电池的要求发电量相对应的氧化剂流量；以及声振模式用氧化剂流量控制部，其在所述氧化剂供给机的动作声的声压水平大于背景噪声的声压水平时通过所述氧化剂供给机供给恒定量的氧化剂流量，该燃料电池系统的控制装置包含旁通阀控制部，其在所述声振模式用氧化剂流量控制部控制所述氧化剂供给机时，对应于所述燃料电池的要求而控制所述旁通阀。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.03 JP 2011-2192981.一种燃料电池系统的控制装置，该燃料电池系统通过蓄电池和燃料电池向外部负载供给电力，该燃料电池系统具有：氧化剂供给机，其向所述燃料电池供给氧化剂；氧化剂通路，其与所述燃料电池连接设置，使从所述氧化剂供给机供给的氧化剂流过；旁通通路，其从与所述燃料电池相比更靠近上游的氧化剂通路分支，使由所述氧化剂供给机供给的氧化剂的一部分绕过燃料电池而流动；旁通阀，其设置在所述旁通通路中，对流过旁通通路的氧化剂流量进行调整；氧化剂流量控制部，其通过所述氧化剂供给机供给与所述燃料电池的要求发电量相对应的氧化剂流量；以及声振模式用氧化剂流量控制部，其在所述氧化剂供给机的动作声的声压水平大于背景噪声的声压水平时通过所述氧化剂供给机供给恒定量的氧化剂流量，该燃料电池系统的控制装置包含旁通阀控制部，其在所述声振模式用氧化剂流量控制部控制所述氧化剂供给机时，对应于所述燃料电池的要求而控制所述旁通阀。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统的控制装置，其中，所述声振模式用氧化剂流量控制部，在车辆停止中、车辆低速行驶中、换档档位为P档位、换档档位为N档位、静音模式或燃料电池为低发电状态时，控制所述氧化剂供给机以供给恒定量的氧化剂流量。3.根据权利要求1所述的燃料电池系统的控制装置，其还具有：调压阀，其对流过所述氧化剂通路的氧化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊田光德，浅井祥朋，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP