(57)【要約】【課題】燃料電池内に発生する差圧を高い応答性で所定範囲内に抑え、また、燃料電池の発電応答性を高める。【解決手段】燃料電池システムは、発電用ガス及び冷却あるいは加湿用の液体の供給を受けて電力を生成する燃料電池１と、液体の供給圧力を検出するセンサ８と、発電用ガスの供給圧力を検出するセンサ３と、液体の供給流量を制御する流量調整ポンプ５と、液体の供給圧力を調整する圧力調整バルブ７とを備える。コントローラ１０は、検出された液体の供給圧力と発電用ガスの供給圧力の差圧を抑えるように圧力調整バルブ５に加えて流量調整ポンプ５をも制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電用ガス及び冷却あるいは加湿用の液体の供給を受けて電力を生成する燃料電池と、
前記液体の供給圧力を検出する液体圧力検出手段と、
前記発電用ガスの供給圧力を検出するガス圧力検出手段と、
前記液体の供給流量を制御する液体流量制御手段と、
前記液体の供給圧力を調整する液体圧力調整手段と、
検出された前記液体の供給圧力と前記発電用ガスの供給圧力の差圧を抑えるように前記液体圧力調整手段に加えて前記液体流量制御手段をも制御する差圧制御手段と、
を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記差圧制御手段が、前記発電ガスの供給圧力よりも前記液体の供給圧力の方が低いときは前記液体流量制御手段をして前記液体の供給流量を増大させることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記差圧制御手段が、前記発電ガスの供給圧力よりも前記液体の供給圧力の方が高いときは前記液体流量制御手段をして前記液体の供給流量を減少させることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記発電用ガスの供給圧力の変動を予測する変動予測手段を備え、
前記差圧制御手段が、前記発電用ガスの供給圧力が上昇することが予測されるときには前記流体流量制御手段をして前記液体の供給流量を増加させることを特徴とする請求項１から３のいずれかひとつに記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記発電用ガスの供給圧力の変動を予測する変動予測手段を備え、
前記差圧制御手段が、前記発電用ガスの供給圧力が下降することが予測されるときには前記流体流量制御手段をして前記液体の供給流量を減少させることを特徴とする請求項１から４のいずれかひとつに燃料電池システム。
【請求項６】
前記変動予測手段が、前記燃料電池の目標発電電力に基づき前記発電用ガスの供給圧力の変動を予測することを特徴とする請求項４または５に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
電力貯蔵手段と、前記電力貯蔵手段の電力貯蔵量を検出する電力貯蔵量検出手段とを備え、
前記変動予測手段が、検出された電力貯蔵量に基づき前記発電用ガスの変動を予測することを特徴とする請求項４から６のいずれかひとつに記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記液体圧力検出手段が圧力センサであることを特徴とする請求項１から７のいずれかひとつに記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記液体圧力検出手段が、前記液体流量制御手段の動作量と前記流体圧力調整手段の動作量から前記液体の圧力を推定する手段であることを特徴とする請求項１から７のいずれかひとつに記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記液体圧力検出手段が、前記液体の流量と前記流体圧力調整手段の動作量から前記液体の圧力を推定する手段であることを特徴とする請求項１から７のいずれかひとつに記載の燃料電池システム。
【請求項１１】
前記液体の流量を流量センサで検出することを特徴とする請求項１０に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は燃料電池システム及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１が開示する燃料電池制御システムでは、燃料電池の冷却あるいは加湿を担う液体の流路にポンプと圧力調整弁を設けている。そして、燃料電池に供給する液体の圧力を変化させたいときは圧力調整弁を調整し、流量を変化させたいときはポンプを調整する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１６５９１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとしている問題点】
しかしながら、上記構成の燃料電池システムでは、燃料電池の運転状態を急激に変化させた際に、燃料ガスあるいは酸化ガスに対して冷却あるいは加湿を担う液体の応答が遅いために、その差圧が過渡的に大きくなり、燃料電池に損傷を与える可能性がある。
【０００５】
そのため、差圧を一定範囲内に抑える必要があるが、差圧を一定範囲内に抑えるためには燃料ガスと酸化ガスの圧力変動を抑制しなければならず、燃料電池は要求発電電力の変動に対して速やかに対応することができなくなる。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の技術的課題を鑑みてなされたものであり、燃料電池内に発生する差圧を高い応答性で所定範囲内に抑え、また、燃料電池の発電応答性を高めることである。
【０００７】
【問題点を解決するための手段】
燃料電池への液体の供給流量を制御する流体流量制御手段と、燃料電池への液体の供給圧力を調整する液体圧力調整手段とを備え、検出された液体の供給圧力と発電用ガスの供給圧力の差圧が小さくなるように、液体圧力調整手段に加え液体流量制御手段をも制御する。
【０００８】
【作用及び効果】
加湿、冷却用の液体の供給圧力と発電用ガスの供給圧力の差圧が小さくなるように液体圧力調整手段に加えて液体流量制御手段をも制御することで、差圧を速やかに下げることができ、差圧が上昇することによる燃料電池の損傷を防止することができる。また、過渡状態においても、従来技術のように燃料ガスと酸化ガスの圧力変動を抑制する必要がないので、燃料電池の高い発電応答性を確保することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る燃料電池システムの概略構成図である。
【００１０】
燃料電池１の空気極１ａには空気配管２を介して酸化ガスとしての空気が供給され、図示しない燃料極には図示しない燃料配管を介して水素リッチな燃料ガスが供給される。空気配管３内を流れる空気の圧力、すなわち、燃料電池１に供給される空気の圧力は空気圧力計３により検出される。この空気圧力計３がガス圧力検出手段を構成する。
【００１１】
純水タンク４には、燃料電池１の加湿、冷却用の純水が蓄えられており、純水循環ポンプ５を駆動すると純水タンク４に蓄えられている純水が純水配管６を介して燃料電池１内の純水流路１ｂに供給される。燃料電池１の加湿、冷却を行った純水は純水配管６を通って再び純水タンク４に戻される。
【００１２】
純水循環ポンプ５の回転速度を制御することにより燃料電池１に供給される純水の流量を制御することができ、純水配管６に設けられている純水圧力調整弁７を制御することにより燃料電池１に供給される純水の圧力を制御することができる。これら純水循環ポンプ５、流体圧力調整弁７がそれぞれ流体流量制御手段、流体圧力調整手段を構成する。また、純水配管６を流れる純水の圧力、すなわち燃料電池１に供給される純水の圧力は純水圧力計８により検出される。純水圧力計８が液体圧力検出手段を構成する。
【００１３】
空気圧力計３、純水圧力計８により検出された空気圧力、純水圧力はコントローラ１０に入力される。コントローラ１０には、この他、バッテリ２０の充電状態を検出する充電状態センサ２１の出力が入力される。バッテリ２０は、燃料電池１の目標発電電力が急変して燃料電池１の発電応答性では目標発電電力に追従できない場合に補助的に電力を供給できるように設けられている。また、充電状態センサ２１は、例えば、端子間電圧を検出すること、あるいはバッテリ２０の入出力電力を積算することによってバッテリ２０の充電状態を検出する。バッテリ２０が電力貯蔵手段、充電状態センサ２１が電力貯蔵量検出手段を構成する。
【００１４】
コントローラ１０は、入力された各種信号に基づき、所定の圧力、流量の純水が燃料電池１に供給されるように純水循環ポンプ５、純水圧力調整弁７を制御する。特に、検出された空気圧力と純水圧力との差圧が所定範囲よりも大きくなると燃料電池１に損傷を与える可能性があるので、コントローラ１０は空気圧力と純水圧力の差圧が所定範囲内に収まるように純水循環ポンプ５、純水圧力調整弁７をして純水の供給流量、供給圧力を制御する。
【００１５】
図２はコントローラ１０の制御ブロック線図である。コントローラ１０における制御が差圧制御手段を構成する。
【００１６】
基準目標回転速度演算部Ｂ１では燃料電池１の目標発電電力に基づいて純水循環ポンプ５の基準目標回転速度Rtpwtrを、目標純水圧力演算部Ｂ２では同じく燃料電池１の目標発電電力に基づいて目標純水圧力を算出する。目標発電電力はアクセル操作量、車速、バッテリ充電状態等の車両運転状態に基づき図示しないルーチンにより演算される値である。目標開口度演算部Ｂ３では目標純水圧力と検出された純水圧力に基づいて純水圧力調整弁７の目標開口度を演算する。
【００１７】
一方、補正量演算部Ｂ４では空気圧力と純水圧力の差圧を所定範囲内に抑えるための純水循環ポンプ５の回転速度の補正量を演算し、純水循環ポンプ５の基準目標回転速度Rtpwtrを補正する。
【００１８】
過渡回転速度補正量演算部Ｂ４１では、空気圧力計３、純水圧力計８で検出された空気圧力、純水圧力に基づき過渡回転速度補正量Rtdef1を演算する。過渡回転速度補正量Rtdef1は現在生じている空気圧力と純水圧力の差圧を小さくするための純水循環ポンプ５の回転速度の補正量である。具体的には、純水圧力よりも空気圧力の方が大きいときは純水循環ポンプ５の回転速度を増大させ、純水圧力よりも空気圧力の方が小さいときは純水循環ポンプ５の回転速度を減少させるように過渡回転速度補正量Rtdefを演算する。
【００１９】
圧力変動推定部Ｂ４２では目標発電電力とバッテリ充電状態SOCに基づき今後の空気圧力の変動を推定する。この圧力変動推定部Ｂ４２における処理が変動予測手段を構成する。定常回転速度補正量演算部Ｂ４３では圧力変動推定部Ｂ４２の出力に基づき定常回転速度補正量Rtdef2を演算する。定常回転速度補正量Rtdef2は今後生じうる空気圧力と純水圧力の差圧を小さくするための純水循環ポンプ５の回転速度の補正量である。具体的には、今後空気圧力が上昇することが予測される場合には純水循環ポンプ５の回転速度を増大させ、下降することが予測される場合には純水循環ポンプ５の回転速度を減少させるように定常補正回転速度補正量Rtdef2を演算する。
【００２０】
そして、目標回転速度演算部Ｂ４４では、基準目標回転速度演算部Ｂ１からの基準目標回転速度Rtpwtrに過渡回転速度補正量演算部Ｂ４１からの過渡回転速度補正量Rtdef1と定常回転速度補正量演算部Ｂ４３からの過渡回転速度補正量Rtdef2を加算し、純水循環ポンプ５の目標回転速度Rfpwtrを演算する。
【００２１】
圧力調整弁制御部Ｂ６は、演算された純水圧力調整弁７の目標開口度が実現されるように純水圧力調整弁７の開口度を制御し、流量制御部Ｂ７は演算された純水循環ポンプ５の目標回転速度Rfpwtrが実現されるように純水循環ポンプ５を制御する。
【００２２】
上記コントローラ１０が行う差圧制御の内容を図３に示す。図３に示すフローチャートは、コントローラ１０において繰り返し実行され、例えば１０[msec]ごとに実行される。
【００２３】
これによると、まず、ステップＳ１で燃料電池１の目標発電電力を読み込む。目標発電電力は上記した通り車両の運転状態に応じて設定される値であり、コントローラ１０において図示しないルーチンにより演算される。
【００２４】
ステップＳ２では、目標発電電力と純水循環ポンプ回転速度との関係を規定する図示しないテーブルを参照して、目標発電電力から純水循環ポンプ５の基準目標回転速度Rtpwtrを演算する。目標発電電力が大きくなるほど燃料電池１に供給する純水の量も増えることから、目標発電電力が大きくなるほど基準回転速度Rtpwtrは高く演算される。
【００２５】
ステップＳ３では、空気圧力と目標純水圧力の関係を規定する図示しないテーブルを参照して、空気圧力計３で検出した空気圧力に基づき目標純水圧力Ptwtrを演算する。空気圧力と純水圧力の差圧は所定範囲内に抑える必要があるので、空気圧力が高くなれば目標純水圧力Ptwtrも高く演算される。
【００２６】
ステップＳ４では、純水圧力計８で検出した純水圧力Pwtrを読み込む。
【００２７】
ステップＳ５では、目標純水圧力Ptwtrと検出した純水圧力Pwtrから純水圧力調整弁７の目標開口度を演算する。検出した純水圧力Pwtrが目標純水圧力Ptwtrよりも高い場合は純水圧力調整弁７の開口度が現在の開口度よりも増大するように目標開口度を演算し、目標純水圧力よりも低い場合は純水圧力調整弁７の開口度が現在の開口度よりも減少するように目標開口度を演算する。
【００２８】
ステップＳ６では、空気圧力計３で検出した空気圧力Pairを読み込む
ステップＳ７では、検出した空気圧力Pairと検出した純水圧力Pwtrの差圧Pdefを次式（１）、
Pdef＝Pair−Pwtr・・・（１）
により求める。空気圧力Pair、純水圧力Pwtr、差圧Pdefの単位はそれぞれ[kPa]である。
【００２９】
ステップＳ８では、純水循環ポンプ５の過渡回転速度補正量Rtdef1を演算する。具体的には、図４に示す空気圧力と純水圧力の差圧Pdefと過渡回転速度補正量Rtdef1の関係を規定するテーブルを参照して、ステップＳ７で演算した差圧Pdefに基づき過渡回転速度補正量Rtdef1を演算する。差圧Pdefが大きくなるほど過渡回転速度補正量Rtdef1の絶対値は大きく演算される。
【００３０】
ステップＳ９では、充電状態センサ２１で検出したバッテリ充電状態SOCを読み込む。
【００３１】
ステップＳ１０では、目標発電電力とバッテリ充電状態SOCに基づき今後の空気圧力の変動を推定する。ここでは、図５に示すテーブルを参照して目標発電電力から算出した値と、同様に図６に示すテーブルを参照してバッテリ充電状態SOCから算出した値を足し合わせて今後の圧力変動を表す圧力変動推定係数を演算する。
【００３２】
図５に示す特性は、目標発電電力が低いときには近い将来に目標発電電力が高くなり、その結果空気圧力が増大する可能性が高く、逆に、目標発電電力が高いときには近い将来に目標発電電力が低くなり、その結果空気圧力が減少する可能性が高いという事実から導かれる。また、図６に示す特性に関しても同様である。
【００３３】
ステップＳ１１では、純水循環ポンプ５の定常回転速度補正量Rtdef2を演算する。これは図７に示すような圧力変動推定係数と純水循環ポンプ５の回転速度との関係を規定するテーブルを参照して、ステップＳ１０で演算した圧力変動推定係数から算出する。
【００３４】
定常回転速度補正量Rtdef2は、純水圧力調整弁７の応答性の低さを補償する働きがある。すなわち、空気圧力が将来変動する場合、空気圧力と純水圧力の差圧を所定範囲内に抑えるために、空気圧力の変動に合わせて純水圧力調整弁７の開度が調整され純水圧力が調整されるのであるが、純水圧力調整弁７は応答性が低いため、純水圧力調整弁７の調整のみでは将来の空気圧力の変動の大きさによっては差圧を所定範囲内に抑えることができない可能性がある。しかしながら、空気圧力が将来変動する場合に定常回転速度補正量Rtdef2により純水流量を予め調整しておけば、これによって純水圧力も調整され、純水圧力調整弁７で負担しなければならない純水圧力の調整量を少なくすることができる。
【００３５】
例えば、将来、空気圧力が増大することが予測される場合は、予め純水循環ポンプ５の回転速度を増大補正して純水の流量を増大させ、純水圧力を増大させておけば、それだけ差圧を抑えるために純水圧力調整弁７が調整しなければならない量が減り、純水圧力調整弁７の応答性の低さを補うことができる。
【００３６】
ステップＳ１２では、最終的な純水循環ポンプ５の目標回転速度Rfpwtrを次式（２）、
Rfpwtr＝Rtpwtr＋Rtdef1＋Rtdef2・・・（２）
により演算する。
【００３７】
なお、ステップＳ８では、図４に示すような線形の特性を有するテーブルを参照して過渡回転速度補正量Rtdef1を演算しているが、差圧が小さく、燃料電池１に対して悪影響を与えない領域では過渡回転速度補正量Rtdef1をゼロとするような特性のテーブルとしてもよい。
【００３８】
また、ステップＳ１０では圧力変動推定係数を目標発電電力とバッテリ充電状態SOCに基づき演算しているが、いずれか一方のみに基づき圧力変動推定係数を演算するようにしてもよい。
【００３９】
また、コントローラ１０は、図２には図示しない目標空気圧力演算部が存在し、ここで演算された目標空気圧力が実現されるように空気圧力を制御しており、空気圧力の応答は早く、目標空気圧力と実際の空気圧力はほぼ一致する。このことから、この実施形態ではステップＳ６で空気圧力計３で検出した値を読み込んでいるが、検出値に代えて目標空気圧力を読み込むようにしてもよい。
【００４０】
さらに、この実施形態では、空気圧力と純水圧力の差圧を制御しているが、空気圧力ではなく燃料ガス圧力と純水圧力との差圧を制御するように構成してもよく、この場合も同じ効果を得ることができる。この場合、空気極１ａが燃料極、空気配管２が燃料ガス配管、空気圧力計３が燃料ガス圧力計にそれぞれ置き換わり、制御内容は図２ないし図７に示したものと略同じである。もちろん、空気圧力と純水圧力の差圧、水素圧力と純水圧力の差圧の両方を制御する構成としてもよい。
【００４１】
さらに、この実施形態では純水が燃料電池１に供給される構成であるが、純水ではなくロングライフクーラント等の冷却液が燃料電池１に供給される構成であってもよい。純水を冷却液に置き換えれば同様の差圧制御が可能である（後述する実施形態についても同様）。
【００４２】
次に、本発明の作用効果について説明する。
【００４３】
本発明によれば、燃料電池システムは、発電用ガス及び冷却あるいは加湿用の液体の供給を受けて電力を生成する燃料電池と、液体の供給圧力を検出する液体圧力検出手段と、発電用ガスの供給圧力を検出するガス圧力検出手段と、液体の供給流量を制御する液体流量制御手段と、液体の供給圧力を調整する液体圧力調整手段と、検出された液体の供給圧力と発電用ガスの供給圧力の差圧を抑えるように液体圧力調整手段に加えて液体流量制御手段をも制御する差圧制御手段とを備える。
【００４４】
加湿、冷却用の液体の供給圧力（純水、冷却水）と発電用ガス（空気、燃料ガス）の供給圧力の差圧を抑えるように、液体圧力調整手段と液体流量制御手段の両方を制御するようにしたことで、液体圧力調整手段のみを用いて差圧を制御するものに比べて燃料電池内の差圧を速やかに下げることができ、差圧が大きくなることによる燃料電池の損傷を防止することができる。また、差圧を速やかに下げることができることから、発電用ガスの供給圧力が変化する過渡状態においても、従来技術のように圧力変動を抑制する必要がなく、燃料電池の高い発電応答性を確保することができる。
【００４５】
具体的には、上記差圧制御手段は、発電ガスの供給圧力よりも液体の供給圧力の方が低いときは上記液体流量制御手段をして液体の供給流量を増大させ、発電ガスの供給圧力よりも液体の供給圧力の方が高いときは液体流量制御手段をして液体の供給流量を減少させるように機能する。
【００４６】
また、発電用ガスの供給圧力の変動を予測する変動予測手段を備え、上記差圧制御手段は、発電用ガスの供給圧力が上昇することが予測されるときには流体流量制御手段をして液体の供給流量を増加させ、発電用ガスの供給圧力が下降することが予測されるときには流体流量制御手段をして液体の供給流量を減少させる。これにより、空気圧力が将来変動する場合には液体の流量が予め調整されて純水圧力が調整されるので、純水圧力調整弁７で負担しなければならない純水圧力の調整量を少なくすることができ、純水圧力調整弁７の応答性の低さを補い、差圧を速やかに所定範囲内に抑えることができる。
【００４７】
変動予測手段は、例えば、燃料電池の目標発電電力あるいは電力貯蔵手段の電力貯蔵量、あるいはその両方に基づき発電用ガスの供給圧力の変動を予測する。燃料電池の目標発電電力に基づき予測するようにすれば、特に装置を追加することなく供給圧力の変動を予測することができ、また、電力貯蔵手段の電力貯蔵量に基づき予測するようにすれば、目標発電電力の急変時に電力貯蔵手段からも電力を供給し、その分燃料電池へのガス供給量が減少するようなシステムにおいて発電用ガスの供給圧力の変動をより正確に予測することができる。
【００４８】
また、上記液体圧力検出手段を圧力センサで構成すれば、汎用の圧力センサを用いることができ、安価にシステムを構成することができる。
【００４９】
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。以下の説明では第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００５０】
図８は第２の実施形態に係る燃料電池システムの概略構成を示す。図１に示した第１の実施形態の構成と略同じであるが、純水圧力調整弁７に代えてメカ式の純水圧力調整弁７ｍが設けられている。メカ式純水圧力調整弁７ｍは、空気圧力計３で検出される空気圧力と純水圧力計８で検出される純水圧力を入力とし、空気圧力と純水圧力の差圧が所定の圧力となるように自動的に開口度を調整する弁である。
【００５１】
図９は、第２の実施形態におけるコントローラ１０のブロック線図である。第１実施例と違う点は、純水の圧力調整弁７が差圧を自動調整するメカ式純水圧力調整弁７ｍに置き換わっているために、図２における、空気圧力に応じて目標純水圧力を算出する目標純水圧力演算部Ｂ２と、目標純水圧力と純水圧力に応じて純水圧力調整弁７の目標開口度を演算する目標開口度演算部Ｂ３がない点である。他の構成は第１の実施形態と同じである。
【００５２】
図１０は第２の実施形態においてコントローラ１０が行う差圧制御の内容を示したフローチャートであり、コントローラ１０において、例えば、１０[msec]ごとに繰り返し実行される。このフローチャートは図３に示した第１の実施形態のフローチャートに対し、目標開口度演算部Ｂ３に対応するステップＳ３、Ｓ５がない点で相違する。他のステップは第１の実施形態と同じである。この第２の実施形態の構成によっても第１の実施形態と同様の作用効果が期待できる。
【００５３】
続いて、本発明の第３の実施形態について説明する。以下の説明では第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００５４】
図１１は第３の実施形態に係る燃料電池システムの概略構成を示す。図１に示した第１の実施形態の構成と略同じであるが、純水配管６に純水圧力計８が設けられていない点が第１の実施形態と相違する。他の構成に関しては第１の実施形態と同じである。
【００５５】
図１２は第３の実施形態におけるコントローラ１０ブロック線図である。純水圧力計８が設けられていないので、純水循環ポンプ５の回転速度と圧力調整弁７の開口度に基づいて純水圧力演算部Ｂ４５で純水圧力を演算するように構成される点が第１の実施形態と相違する。他の構成は第１の実施形態と同じである。
【００５６】
図１３は第３の実施形態においてコントローラ１０が行う制御の内容を示したフローチャートであり、コントローラ１０において、例えば、１０[msec]ごとに繰り返し実行される。第1の実施形態ではステップＳ４で純水圧力計８で検出した純水圧力を読み込んでいたのに対し、第３の実施形態では、ステップＳ４に代えて純水圧力を演算するステップＳ１４が追加されている。また、純水圧力の演算に使用するためのデータを保存するステップＳ１５が追加されている。
【００５７】
ステップＳ１４では純水圧力を演算する。具体的には、図１４に示すような純水圧力調整弁７の開口度と、純水循環ポンプ５の回転速度と、純水圧力の関係を規定するマップを参照して、純水循環ポンプ５の回転速度の前回値と純水圧力調整弁７の開口度の前回値に基づき演算する。また、ステップＳ１５ではステップＳ５で演算した純水圧力調整弁７の開口度とステップＳ１２で演算した純水循環ポンプ５の回転速度を次回の純水圧力演算用に保存する。これ以外の処理は第1の実施形態と同じである。
【００５８】
この第３の実施形態によれば、液体流量制御手段の動作量と流体圧力調整手段の動作量から純水圧力が推定される。これにより、液体圧力を検出するためのセンサ等を設ける必要がなく、安価にシステムを構成することができる。
【００５９】
なお、図１５に示すように純水流路６に純水の流量を検出する流量センサ２２を設け、純水圧力調整弁７の開口度に代えて検出した純水流量と、純水ポンプ回転速度とに基づき純水圧力を推定するようにしてもよい。この構成は、純水圧力調整手段の動作量などにより純水流量が変化してしまうような構成において純水圧力を正確に推定するのに有効である。
【００６０】
また、圧力調整弁の開口度を検出するセンサの検出値を用いて、ステップＳ５の演算結果と置き換えれば、メカ式純水圧力調整弁７ｍでも同じ結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料電池システムの概略構成図である。
【図２】コントローラのブロック線図である。
【図３】コントローラが行う差圧制御の内容を示したフローチャートである。
【図４】空気圧力と純水圧力の差圧と過渡回転速度補正量の関係を規定したテーブルである。
【図５】目標発電電力と圧力変動推定係数の関係を規定したテーブルである。
【図６】バッテリ充電状態と圧力変動推定係数の関係を規定したテーブルである。
【図７】圧力変動推定係数と定常回転速度補正量の関係を規定したテーブルである。
【図８】本発明の第２の実施形態の燃料電池システムの概略構成図である。
【図９】第２の実施形態におけるコントローラのブロック線図である。
【図１０】第２の実施形態においてコントローラが行う差圧制御の内容を示したフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施形態の燃料電池システムの概略構成図である。
【図１２】第３の実施形態におけるコントローラのブロック線図である。
【図１３】第３の実施形態においてコントローラが行う差圧制御の内容を示したフローチャートである。
【図１４】純水循環ポンプ回転速度と純水圧力調整弁開口度と純水圧力との関係を規定したマップである。
【図１５】本発明の第３の実施形態の燃料電池システムの一部変更例である。
【符号の説明】
１  燃料電池
１ａ  空気極
１ｂ  純水流路
２  空気配管
３  空気圧力計（ガス圧力検出手段）
５  純水循環ポンプ（流体流量制御手段）
６  純水配管
７  純水圧力調整弁（流体圧力調整手段）
８  純水圧力計（流体圧力検出手段）
１０  コントローラ（差圧制御手段）
２１  充電状態センサ
２２  流量センサ
【図１】
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【図２】
2004193042.tif 000004
【図３】
2004193042.tif 000005
【図４】
2004193042.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004193042.tif 000008
【図７】
2004193042.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004193042.tif 000011
【図１０】
2004193042.tif 000012
【図１１】
2004193042.tif 000013
【図１２】
2004193042.tif 000014
【図１３】
2004193042.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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