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

以粉末硼氢化钠为氢燃料的燃料电池汽车的开发与评价

基本信息

  • 批准号：
    15J01887
  • 负责人：
    友田 圭祐
  • 金额：
    $ 1.47万
  • 依托单位：
    Tokyo University of Science
  • 依托单位国家：
    日本
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份：
    2015
  • 资助国家：
    日本
  • 起止时间：
    2015-04-24 至 2017-03-31
  • 项目状态：
    已结题

项目摘要

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。
This study で は water element change ホ ウ element ナ ト リ ウ ム element (NaBH4) を water source と し で water element, and the car を generated し な が ら direction す る fuel-cell cars (STEPS ー FCV) を proposal し て い る. Fuel cell (FC) の ensure pressure fan 囲 に pressure supply water element を suppression す る こ と を purpose と し, pp.47-53 28 year は remember の results を あ げ た. 1) pp.47-53 27 annual に お い て, leading し て pressure supply water element モ デ ル と car struck モ デ ル と の connect line を い, STEPS - FCV の speed か ら pressure water element, FC の output power, EDLC の output power を presumption す る モ デ ル を に build both し た. ま た pressure supply water element suppression に masato し て, FC の パ ー ジ action の effects が に big き い outside disorderly と な っ て い る. Pp.47-53 28 year で は, こ の inhibit の suppression method to construct の が high priority い と judgment し, テ ス ト コ ー ス で の transport planning test を take り や め remember (2) under を be applied し た. (2) パ ー ジ に よ り discharge さ れ る water element quantity と commensuration の を water element generated で き る NaBH4 solution を, imperial unit が output す る supply speed に え て some time before the optimal な の タ イ ミ ン グ (optimum compensation タ イ ミ ン グ) supply で す る こ と で, パ ー ジ action の disorderly を inhibit す る suppression method (パ ー ジ compensation suppression method) を proposal し た. ま ず, パ ー ジ す apply to the compensation method of suppression を る に あ た り optimum compensation タ イ ミ ン グ の export は must で あ る た め, water element 圧 の suppression method the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン モ デ ル を using し て う beg を 検 line. そ の results, the optimum compensation タ イ ミ ン グ を し, this study derived で beg し 検 た FC の output power が 4 kW ま で の field に お い て pressure supply water element を - still inhibition might で あ る こ と を shown し た. Special に パ ー ジ action の が affected き く な る の higher force field に お い て pressure supply water element の - dynamic suppress unseen fruit は big き く, proposal す る パ ー ジ compensation を suppression method using い た water element 圧 が suppression method useful で あ る こ と を shown し た. に, シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で し derived the optimal compensation た タ イ ミ ン グ を に, be 験 に お け る optimum compensation タ イ ミ ン グ の export を い, proposal パ ー ジ compensation の have sharper sex suppression method を shown し た. そ の results, the optimum compensation タ イ ミ ン グ は シ ミ ュ レ ー シ ョ ン nearly い numerical results と を し, FC の 発 electric power が き い field で あ れ ば あ る ほ ど, supply water pressure の - dynamic suppress unseen high が い こ と を shown し た.

项目成果

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专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
NaBH4 を水素源とする水素供給システムの反応場の温度変化を考慮した水素圧制御法
以NaBH4为氢源的供氢系统考虑反应场温度变化的氢气压力控制方法
  • DOI：
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    内藤友里;友田圭祐;福澤大志;星伸一;友田圭祐，福澤泰志，星伸一，片山昇，内田晃介
  • 通讯作者：
    友田圭祐，福澤泰志，星伸一，片山昇，内田晃介
Suppression of Pressure Fluctuation at Purge Operation in a Fuel Cell System Fueled by Sodium Borohydride
硼氢化钠燃料电池系统吹扫操作时压力波动的抑制
A Hydrogen Pressure Control Scheme Based on Experimentally-Derived Simulation Model for Hydrogen Generation System
基于实验导出的制氢系统仿真模型的氢气压力控制方案
  • DOI：
    10.1149/07101.0047ecst
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    ECS Transactions
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    Keisuke Tomoda;Taishi Fukuzawa;Nobukazu Hoshi;Noboru Katayama;Yoshizaki;Keiichi Hirata
  • 通讯作者：
    Keiichi Hirata
NaBH4を水素源とする燃料電池システムにおけるパージによる圧力変動の抑制法
在使用NaBH4作为氢源的燃料电池系统中通过吹扫来抑制压力波动的方法
  • DOI：
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    内藤友里;友田圭祐;福澤大志;星伸一
  • 通讯作者：
    星伸一
Verification of Appropriate Temperature Range of Acid Accelerant in Hydrogen Generation System from NaBH4
NaBH4制氢系统酸促进剂适宜温度范围的验证
  • DOI：
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    Ryo Funakawa;TaishiFukuzawa;Keisuke Tomoda;Nobukazu Hoshi;Noboru Katayama;AtsuhiroYoshizaki;Keiishi Hirata
  • 通讯作者：
    Keiishi Hirata
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