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公開番号2025012356
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023115132
出願日2023-07-13
発明の名称燃料電池システム、制御装置、作業機械、制御方法
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類B60L 58/40 20190101AFI20250117BHJP(車両一般)
要約【課題】燃料電池及び蓄電池の双方の劣化をより適切に抑制することが可能な技術を提供する。
【解決手段】一実施形態に係る燃料電池システム100は、アクチュエータ120及び補機負荷130、並びにアクチュエータ120及び補機負荷130に電力供給可能なように接続される蓄電池140に向けて電力を出力可能な燃料電池モジュール40と、燃料電池モジュール40の出力変動、及び蓄電池140の蓄電状態の双方を考慮して、燃料電池モジュール40の出力を制御する制御ユニット30と、を備える。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
負荷装置、及び前記負荷装置に電力供給可能なように接続される蓄電池に向けて電力を出力可能な燃料電池と、
前記燃料電池の出力変動、及び前記蓄電池の蓄電状態の双方を考慮して、前記燃料電池の出力を制御する制御装置と、を備える、
燃料電池システム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記制御装置は、前記負荷装置に負荷状態に応じて、前記燃料電池の出力変動が所定の基準に対して相対的に小さく、且つ、前記蓄電池の充電率が所定の範囲の中に収まるように、前記燃料電池の出力を制御する、
請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記蓄電池の充電率が前記所定の範囲に含まれる第１の蓄電目標値を基準として増減するように、前記燃料電池の出力を制御する、
請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記負荷装置を含む所定の機械の起動時において、前記蓄電池の充電率が前記第１の蓄電目標値以下に設定される第２の蓄電目標値に到達するように、前記燃料電池の出力を制御する、
請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記蓄電池の充電率と前記第１の蓄電目標値との大小関係に合わせて、前記負荷装置の負荷状態に応じて設定される出力目標値を基準として前記燃料電池の出力が増減するように、前記燃料電池の出力を制御する、
請求項３又は４に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記出力目標値は、前記負荷装置を含む所定の機械が待機状態である場合、第１の出力目標値に設定され、前記所定の機械の操業状態である場合、前記第１の出力目標値よりも大きい第２の出力目標値に設定される、
請求項５に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記第１の出力目標値及び前記第２の出力目標値は、一定値である、
請求項６に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記制御装置は、前記蓄電池の充電率が前記所定の範囲の下限値以下に設定される放電限界値に対して相対的に低い、前記蓄電池の過放電状態、又は、前記蓄電池の充電率が前記所定の範囲の上限値以上に設定される充電限界値に対して相対的に高い、前記蓄電池の過充電状態の兆候がある場合、前記蓄電池の充電率が前記放電限界値又は前記充電限界値から離れるように、前記燃料電池の出力を増加又は減少させる、
請求項２乃至４の何れか一項に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記制御装置は、前記蓄電池の前記過放電状態、又は、前記蓄電池の前記過充電状態の兆候がある場合、その兆候がない場合よりも高い程度で前記蓄電池の充電率が前記放電限界値又は前記充電限界値から離れるように、前記燃料電池の出力を増加又は減少させる、
請求項８に記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記負荷装置を含む所定の機械の起動時又は停止時において、前記燃料電池のリフレッシュ運転を行う、
請求項１乃至４の何れか一項に記載の燃料電池システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃料電池システム等に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、燃料電池（ＦＣ：Fuel Cell）、及び燃料電池の電力で充電可能な蓄電池の何れか一方からの電力で負荷装置を駆動する際に、燃料電池や蓄電池の劣化を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
特許文献１では、蓄電池のＳＯＣが比較的低い所定値以下である場合、燃料電池の発電による蓄電池の充電を実施し、蓄電池のＳＯＣが比較的高い所定値より大きい場合、燃料電池の発電による蓄電池の充電を停止させることが開示されている。これにより、蓄電池の過充電や過放電を防止し、蓄電池の劣化を防止することができる。
【０００４】
特許文献２では、負荷装置からの出力負荷の要求に応じて、燃料電池から負荷装置に発電電力を供給する際に、出力要求が変動した回数を計測し、その回数が相対的に多い場合に、触媒回復処理を実施することが開示されている。これにより、触媒の溶出による燃料電池の劣化を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－１５７０５０号公報
特開２００９－２５９５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば、上記の特許文献１、２では、燃料電池及び蓄電池のそれぞれの劣化に対して個別に対処している。そのため、燃料電池及び蓄電池の双方の劣化を考慮する場合、その対処方法として改善の余地がある。
【０００７】
そこで、上記課題に鑑み、燃料電池及び蓄電池の双方の劣化をより適切に抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本開示の一実施形態では、
負荷装置、及び前記負荷装置に電力供給可能なように接続される蓄電池に向けて電力を出力可能な燃料電池と、
前記燃料電池の出力変動、及び前記蓄電池の蓄電状態の双方を考慮して、前記燃料電池の発電を制御する制御装置と、を備える、
燃料電池システムが提供される。
【０００９】
また、本開示の他の実施形態では、
負荷装置、及び前記負荷装置に電力供給可能なように接続される蓄電池に向けて電力を出力可能な燃料電池の発電を制御する制御装置であって、
前記燃料電池の出力変動、及び前記蓄電池の蓄電状態の双方を考慮して、前記燃料電池の発電を制御する、
制御装置が提供される。
【００１０】
また、本開示の更に他の実施形態では、
アクチュエータを駆動する電動機と、
前記電動機に電力供給可能なように接続される蓄電池と、
前記電動機及び前記蓄電池に向けて電力を出力可能な燃料電池と、
前記燃料電池の出力変動、及び前記蓄電池の蓄電状態の双方を考慮して、前記燃料電池の発電を制御する制御装置と、を備える、
作業機械が提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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