粉末状の水素化ホウ素ナトリウムを水素燃料とする燃料電池自動車の開発とその評価

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本研究では水素化ホウ素ナトリウム（NaBH4）を水素源とし、車上で水素を生成しながら走行する燃料電池車(STEPSーFCV)を提案している。燃料電池(FC)の保証圧力範囲に供給水素圧力を制御することを目的とし、平成28年度は下記の成果をあげた。①平成27年度において、先行して供給水素圧力モデルと車両モデルとの連成を行い、STEPS－FCVの車速から水素圧力・FCの出力電力・EDLCの出力電力を推定するモデルを既に構築した。また供給水素圧力制御に関して、FCのパージ動作の影響が特に大きい外乱となっている。平成28年度では、この抑制制御法の構築の優先度が高いと判断し、テストコースでの運転試験を取りやめ下記②を実施した。②パージにより排出される水素量と同量の水素を生成できるNaBH4水溶液を、制御器が出力する供給速度に加えて一定時間前の最適なタイミング（最適補償タイミング）で供給することで、パージ動作の外乱を抑制する制御法（パージ補償制御法）を提案した。まず、パージ補償制御法を適用するにあたり最適補償タイミングの導出は必須であるため、水素圧制御法の数値シミュレーションモデルを利用して検討を行う。その結果、最適補償タイミングを導出し、本研究で検討したFCの出力電力が4 kWまでの領域において供給水素圧力を変動抑制可能であることを示した。特にパージ動作の影響が大きくなる高出力の領域において供給水素圧力の変動抑制効果は大きく、提案するパージ補償制御法を用いた水素圧制御法が有用であることを示した。次に、シミュレーションで導出した最適補償タイミングを基に、実験における最適補償タイミングの導出を行い、提案パージ補償制御法の有効性を示した。その結果、最適補償タイミングはシミュレーション結果と近い値を示し、FCの発電電力が大きい領域であればあるほど、供給水素圧力の変動抑制効果が高いことを示した。