[发明专利]燃料电池的发电控制装置以及发电控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过燃料气体以及氧化剂气体的供给来进行发电的燃料电池的发电控制装置以及发电控制方法。

背景技术

以往，作为燃料电池的发电控制装置，已知下述专利文献1所记载的装置。在该专利文献1所记载的发电控制装置中，考虑由于过渡状态下的气体供给不足等引起的燃料电池的响应延迟，将从燃料电池取出的电流的变化速度限制为燃料电池所能够追踪的速度，由此抑制燃料电池的发电效率降低。

专利文献1：日本特开平5-151983号公报

发明内容

发明要解决的问题

另外，作为燃料电池的发电效率降低的主要因素，除了气体供给不足之外，还会想到下面的因素等：当在低温环境下短时间内急剧地从燃料电池取出电流时，例如在正极催化剂层的孔内产生积水，氧扩散性能降低。然而，在专利文献1所记载的燃料电池的发电控制装置中，没有考虑到这种低温环境下的发电效率降低，因此有可能会在低温环境下从燃料电池取出电流时的过渡状态下导致发电效率的大幅降低。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，根据与燃料电池的运转温度有关的运转状态参数来限制从燃料电池取出的目标发电电流的变化速度。

用于解决问题的方案

本发明的第一方式所涉及的燃料电池的发电控制装置的特征在于，具备：目标发电电力运算部，其根据连接在燃料电池上的电负载装置的负载状态来计算上述燃料电池的目标发电电力；目标发电电流运算部，其根据上述目标发电电力来计算从上述燃料电池取出的目标发电电流；电流变化速度限制值运算部，其根据与上述燃料电池的运转温度有关的运转状态参数来计算对上述目标发电电流的变化速度的限制值；以及电流限制部，其对上述目标发电电流进行限制，使得上述目标发电电流的上述变化速度不超过上述电流变化速度限制值运算部算出的上述限制值。

本发明的第二方式所涉及的燃料电池的发电控制方法的特征在于，根据与燃料电池的运转温度有关的运转状态参数来限制从燃料电池取出的目标发电电流的变化速度。

本发明的第三方式所涉及的燃料电池的发电控制装置的特征在于，具备：目标发电电力运算部，其根据连接在燃料电池上的电负载装置的负载状态来计算上述燃料电池的目标发电电力；目标发电电流运算部，其根据上述目标发电电力来计算从上述燃料电池取出的目标发电电流；以及电流限制部，其以如下的方式进行限制：使针对规定要求负载决定的低温起动时的目标发电电流值小于暖机时针对上述要求负载决定的目标发电电流值来进行发电。

本发明的第四方式所涉及的燃料电池的发电控制方法的特征在于，包括以下内容：根据连接在燃料电池上的电负载装置的负载状态来计算上述燃料电池的目标发电电力；根据上述目标发电电力来计算从上述燃料电池取出的目标发电电流；根据与上述燃料电池的运转温度有关的运转状态参数来计算对上述目标发电电流的变化速度的限制值；以及对上述目标发电电流进行限制，使得上述目标发电电流的上述变化速度不会超过上述计算得到的上述限制值。

本发明的第五方式所涉及的燃料电池的发电控制装置的特征在于，具备：目标发电电力运算单元，其根据连接在燃料电池上的电负载装置的负载状态来计算上述燃料电池的目标发电电力；目标发电电流运算单元，其根据上述目标发电电力来计算从上述燃料电池取出的目标发电电流；电流变化速度限制运算单元，其根据与上述燃料电池的运转温度有关的运转状态参数来计算对上述目标发电电流的变化速度的限制值；以及电流限制单元，其对上述目标发电电流进行限制，使得上述目标发电电流的上述变化速度不会超过上述电流变化速度限制值运算单元算出的上述限制值。

发明的效果

根据本发明，能够在考虑燃料电池内部的温度上升带来的积水消除状况的同时对目标发电电流的变化速度施加限制，因此即使在低温环境下使燃料电池发电也能够防止过渡状态下的发电效率大幅降低。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的燃料电池系统的结构的图。

图2是表示仅限制从燃料电池堆叠体取出的目标发电电流的最大值的情况下实际发电电力对目标发电电力的追踪结果的以往的时间图。

图3是表示控制器实施了应用本发明的发电控制处理的情况下实际发电电力对目标发电电力的追踪结果的时间图。

图4是表示由控制器实施的发电控制处理的流程的流程图。

图5是表示用于实现可行驶时的发电控制即通常发电控制的控制器的功能结构的框图。

图6是表示通常发电控制的概要的流程图。