燃料电池系统技术方案

本说明书所公开的燃料电池系统具备：多个燃料电池模块，它们具备燃料电池主体和本地控制器；制冷剂冷却装置；以及制冷剂管。制冷剂管将制冷剂冷却装置与多个燃料电池主体连接起来，将制冷剂从制冷剂冷却装置分配至多个燃料电池主体。各个燃料电池模块具备对通过其自身的燃料电池主体的制冷剂的流量进行调整的调整器。各个本地控制器决定针对其自身的燃料电池模块的调整器的指令值(自指令值)，并且参照其他本地控制器所决定的指令值(其它指令值)来修正自指令值，并基于修正过的自指令值(修正指令值)来控制调整器。正指令值)来控制调整器。正指令值)来控制调整器。

Fuel cell system

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统


[0001]本说明书所公开的技术涉及燃料电池系统。特别是涉及具有多个燃料电池模块和一个制冷剂冷却装置的燃料电池系统。

技术介绍

[0002]日本特开平09－259909、美国专利公开公报2020/0171976的燃料电池系统具备多个燃料电池模块，能够通过合并多个燃料电池模块的输出来输出大的电力。日本特开平09－259909、美国专利公开公报2020/0171976的燃料电池系统在对多个燃料电池模块的燃料电池主体进行冷却中使用一个制冷剂冷却装置。制冷剂冷却装置的典型为散热器。多个燃料电池模块与一个制冷剂冷却装置通过制冷剂管连接。制冷剂管将在制冷剂冷却装置中被冷却过的制冷剂向多个燃料电池模块(燃料电池主体)分配。
[0003]日本特开平09－259909的燃料电池系统通过一个泵向多个燃料电池模块输送制冷剂。在美国专利公开公报2020/0171976的燃料电池系统中，各个燃料电池模块具备泵和阀。泵向其自身的燃料电池模块的燃料电池主体供给制冷剂。阀对通过其自身的燃料电池模块的燃料电池主体的制冷剂的流量进行调整。泵和阀均是对通过燃料电池主体的制冷剂的流量进行调整的调整器。以下，存在将对通过燃料电池主体的制冷剂的流量进行调整的泵和阀简单地统称为调整器的情况。
[0004]在美国专利公开公报2020/0171976的燃料电池系统中，各个燃料电池模块的控制器(本地控制器)将燃料电池主体的温度(燃料电池温度)向上位控制器输送。上位控制器将多个燃料电池温度的最大值或平均值作为调整器控制的参照值向各个本地控制器输送。各个本地控制器基于从上位控制器输送来的参照值来对调整器进行控制，将燃料电池温度保持在适当的温度范围。
[0005]日本特开平09－259909的燃料电池系统由一个泵向多个燃料电池模块分配制冷剂，因而无法分别独立地对向各个燃料电池模块输送的制冷剂的流量进行调整。另一方面，在美国专利公开公报2020/0171976的燃料电池系统中，各个燃料电池模块具备调整器，因而能够分别独立地调整制冷剂的流量。另一方面，若多个燃料电池模块各自分别独立地控制调整器，则多个燃料电池模块中的制冷剂的流量差变大，在流量少的燃料电池模块中，可能产生制冷剂的倒流。在美国专利公开公报2020/0171976的燃料电池模块中，基于相同的参照值来控制多个燃料电池模块的调整器，因而调整器的工作量的偏差变小。因此，制冷剂流量的差在多个燃料电池模块中变小。此外，在美国专利公开公报2020/0171976的燃料电池系统中，各个本地控制器具有规定参照值与对调整器的控制指令值的关系的设定表。多个燃料电池模块具有不同的设定表，即便基于相同的参照值，对调整器的控制指令值(调整器的工作量)也能够在各个燃料电池模块中不同。

技术实现思路

[0006]在采用美国专利公开公报2020/0171976的技术的情况下，除了需要多个燃料电池
模块的本地控制器之外，还需要上位控制器。本说明书所公开的技术的一个方式提供缩小针对多个燃料电池模块的调整器的指令值的偏差(即、制冷剂流量的偏差)而不需要上位控制器的技术。另一方面，若以相同的指令值控制多个燃料电池模块的调整器，则无法实现与各个燃料电池温度对应的温度控制。本说明书所公开的技术的另一方式提供既能够抑制针对多个燃料电池模块的调整器的指令值的偏差(即、流量的偏差)过大、又能够实现与各个燃料电池主体的温度对应的制冷剂流量的调整的技术。
[0007]本说明书所公开的燃料电池系统的一个方式具备制冷剂冷却装置、多个燃料电池模块以及制冷剂管。各个燃料电池模块具备燃料电池主体和本地控制器。制冷剂冷却装置冷却制冷剂。制冷剂管将制冷剂冷却装置与多个燃料电池主体连接起来，将制冷剂从制冷剂冷却装置分配至多个燃料电池主体。各个燃料电池模块具备对通过其自身的燃料电池主体的制冷剂的流量进行调整的调整器。各个本地控制器决定针对其自身的燃料电池模块的调整器的指令值(自指令值)，并且参照其他本地控制器所决定的指令值(其它指令值)来修正自指令值，并基于修正过的自指令值(修正指令值)来控制调整器。对于本说明书所公开的燃料电池系统而言，各个燃料电池模块的本地控制器参照其他本地控制器所决定的指令值(其它指令值)来决定针对其自身的燃料电池模块的调整器的指令值(修正指令值)，而不需要上位控制器。因此，针对多个燃料电池模块的调整器的指令值的偏差变小。其结果是，在多个燃料电池主体中流动的制冷剂的流量的偏差变小，不产生倒流。
[0008]在本说明书所公开的燃料电池系统的其他方式中，各个本地控制器基于自指令值和其它指令值来决定允许指令范围，在自指令值在允许指令范围内的情况下，将自指令值决定为修正指令值。在自指令值脱离允许指令范围的情况下，各个本地控制器将允许指令范围内的值中的、最接近自指令值的值决定为修正指令值。允许指令范围被选定为：即便多个燃料电池模块的本地控制器以允许指令范围内的不同的值驱动调整器也不产生倒流。各个本地控制器从相同的允许指令范围决定对调整器的最终指令值(修正指令值)，因而指令值的偏差最大也就是允许指令范围的上限与下限的差。该燃料电池系统既能够抑制针对调整器的指令值的偏差、且又能够根据各个燃料电池主体的温度来调整制冷剂流量。
[0009]本说明书所公开的技术的详细情况与进一步的改进在以下的“具体实施方式”中进行说明。
附图说明
[0010]以下，参照附图对本专利技术的示例性实施例的特征、优点、技术及工业重要性进行说明，在附图中相同的附图标记表示相同的构成要素，其中：
[0011]图1是实施例的燃料电池系统的框图。
[0012]图2是各个本地控制器所执行的调整器控制的流程图。
[0013]图3是调整器控制的第1变形例的流程图。
[0014]图4是调整器控制的第2变形例的流程图。
具体实施方式
[0015]参照附图对实施例的燃料电池系统2进行说明。图1中示出燃料电池系统2的框图。燃料电池系统2搭载于电动汽车。燃料电池系统2将生成的电力供给至未图示的行驶用马
达。
[0016]燃料电池系统2具备多个燃料电池模块10a～10c、散热器20、制冷剂管30。燃料电池系统2可以是仅具备2个燃料电池模块的系统，也可以是具备4个以上的燃料电池模块的系统。
[0017]燃料电池模块10a具备燃料电池主体11a、制冷剂供给泵12a、流量调整阀13a、本地控制器14a以及温度传感器16a。燃料电池模块10b(10c)与燃料电池模块10a同样，具备燃料电池主体11b(11c)、制冷剂供给泵12b(12c)、流量调整阀13b(13c)、本地控制器14b(14c)以及温度传感器16b(16c)。燃料电池系统2除了具备图1所示的部件的之外还具备氢罐、气液分离器等设备，但省略了这些的图示。燃料电池模块10a～10c分别具备氢喷射器等在图1中未图示的设备。
[0018]燃料电池主体11a～11c是燃料电池组，由氢与氧来生成电力。燃料电池主体11a～11c输出的电力通过电力线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，其中，具备：制冷剂冷却装置，其冷却制冷剂；多个燃料电池模块，它们具备燃料电池主体和本地控制器；以及制冷剂管，其将所述制冷剂冷却装置与多个所述燃料电池主体连接起来，将所述制冷剂从所述制冷剂冷却装置分配至多个所述燃料电池主体，各个所述燃料电池模块具备对通过其自身的所述燃料电池主体的所述制冷剂的流量进行调整的调整器，各个所述本地控制器决定针对其自身的所述燃料电池模块的所述调整器的指令值、即自指令值，并且参照其他所述本地控制器所决定的所述指令值、即其它指令值来修正所述自指令值，并基于修正过的所述自指令值、即修正指令值来控制所述调整器。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，各个所述本地控制器将所述自指令值与所述其它指令值中的最...

【专利技术属性】
技术研发人员：山上庆大，市川晋，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：