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公開番号2025141370
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024041268
出願日2024-03-15
発明の名称燃料電池システム
出願人株式会社豊田自動織機,トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 8/04 20160101AFI20250919BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】負荷に出力可能な電力の最大値を算出すること。
【解決手段】燃料電池システムは、燃料電池スタックと、燃料電池スタックを駆動するための補機と、燃料電池スタックに発電を行わせる制御装置と、を備える。制御装置は、スタック実電力とシステム実電力との差を補機損として算出する。制御装置は、スタック実電力に対する補機損の割合を補機損割合として算出する。制御装置は、燃料電池スタックが出力可能な電力の最大値であるスタック電力制限値に対し補機損割合を考慮した値を負荷に出力可能な電力の最大値であるシステム電力制限値として算出する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックの出力電力であるスタック実電力を検出するスタック電力検出部と、
前記燃料電池スタックを駆動するための補機と、
前記燃料電池スタックに発電を行わせる制御装置と、を備える燃料電池システムであって、
前記燃料電池システムから前記燃料電池システムの外部に設けられる負荷に出力される電力であるシステム実電力を検出するシステム電力検出部を備え、
前記制御装置は、
前記スタック実電力と前記システム実電力との差を補機損として算出し、
前記スタック実電力に対する前記補機損の割合を補機損割合として算出し、
前記燃料電池スタックが出力可能な電力の最大値であるスタック電力制限値に対し前記補機損割合を考慮した値を前記負荷に出力可能な電力の最大値であるシステム電力制限値として算出する、燃料電池システム。
続きを表示（約 320 文字）【請求項２】
前記燃料電池システムは、
前記燃料電池スタックに接続された電力変換装置と、
前記システム実電力のノイズを低減する第１フィルタと、
前記スタック実電力のノイズを低減する第２フィルタと、を備え、
前記制御装置は、前記電力変換装置を制御して前記燃料電池スタックの出力する直流電圧に交流電圧を重畳させることで、前記燃料電池スタックのインピーダンスを測定する、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、前記スタック実電力が０の場合、前記補機損割合を算出する際に、前記スタック実電力を０以外の数値に置き換える、請求項１又は請求項２に記載の燃料電池システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃料電池システムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示の燃料電池システムは、燃料電池スタックと、カソード系と、アノード系と、制御装置と、を備える。制御装置は、アノード系から燃料電池スタックにアノードガスを供給させる。制御装置は、カソード系から燃料電池スタックにカソ－ドガスを供給させる。燃料電池スタックは、カソード系から供給されるカソードガスと、アノード系から供給されるアノードガスとの化学反応によって発電を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－４５６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
制御装置は、燃料電池スタックの出力電力を制限する場合がある。この際、制御装置は、スタック電力制限値を設定する。そして、制御装置は、燃料電池スタックの出力電力がスタック電力制限値を上回らないように制御を行う。燃料電池スタックの出力電力を燃料電池システムの外部に設けられた負荷に供給している場合、この負荷に供給することができる電力を算出したい場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する燃料電池システムは、燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックの出力電力であるスタック実電力を検出するスタック電力検出部と、前記燃料電池スタックを駆動するための補機と、前記燃料電池スタックに発電を行わせる制御装置と、を備える燃料電池システムであって、前記燃料電池システムから前記燃料電池システムの外部に設けられる負荷に出力される電力であるシステム実電力を検出するシステム電力検出部を備え、前記制御装置は、前記スタック実電力と前記システム実電力との差を補機損として算出し、前記スタック実電力に対する前記補機損の割合を補機損割合として算出し、前記燃料電池スタックが出力可能な電力の最大値であるスタック電力制限値に対し前記補機損割合を考慮した値を前記負荷に出力可能な電力の最大値であるシステム電力制限値として算出する。
【０００６】
制御装置は、スタック電力制限値に対し補機損割合を考慮した値をシステム電力制限値として算出する。燃料電池スタックの出力電力は、補機でも消費される。このため、燃料電池スタックの出力電力のうち補機で消費される電力は、負荷に出力することができない。制御装置は、スタック実電力に対する補機損の割合である補機損割合を算出する。これを用いることで、負荷に出力可能な電力の最大値であるシステム電力制限値を算出することができる。
【０００７】
上記燃料電池システムは、前記燃料電池スタックに接続された電力変換装置と、前記システム実電力のノイズを低減する第１フィルタと、前記スタック実電力のノイズを低減する第２フィルタと、を備え、前記制御装置は、前記電力変換装置を制御して前記燃料電池スタックの出力する直流電圧に交流電圧を重畳させることで、前記燃料電池スタックのインピーダンスを測定してもよい。
【０００８】
上記燃料電池システムについて、前記制御装置は、前記スタック実電力が０の場合、前記補機損割合を算出する際に、前記スタック実電力を０以外の数値に置き換えてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、負荷に出力可能な電力の最大値を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は燃料電池システムの概略構成図である。
図２はシステム実電力、システム電力制限値、システム電力指令値、及び発電制限フラグのオン／オフとの関係を示す図である。
図３はシステム電力制限値を算出する処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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