JP2007052988A - 燃料電池システム - Google Patents
燃料電池システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007052988A JP2007052988A JP2005236658A JP2005236658A JP2007052988A JP 2007052988 A JP2007052988 A JP 2007052988A JP 2005236658 A JP2005236658 A JP 2005236658A JP 2005236658 A JP2005236658 A JP 2005236658A JP 2007052988 A JP2007052988 A JP 2007052988A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- local current
- fuel cell
- fuel
- measured
- hydrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
【解決手段】第1、第2の局所電流センサA1、A2を空気通路溝113上流側かつ水素通路溝123下流側の局所電流を測定するように構成し、第3、第4の局所電流センサA3、A4を空気通路溝113下流側かつ水素通路溝123上流側の局所電流を測定するように構成し、第1の局所電流センサA1を水素通路溝123内の水素が欠乏しやすい部位の局所電流を測定するように構成し、第2の局所電流センサA2を第1の局所電流センサA1と比較して空気入口部111からより近く、より水分が滞留しやすい部位の局所電流を測定するように構成し、第4の局所電流センサA4を第3の局所電流センサA3と比較して水素入口部121からより近く、水分がより滞留しやすい部位の局所電流を測定するように構成する。
【選択図】図4
Description
また、本発明は、燃料電池(10)に対する出力要求値を取得する出力要求値取得手段(40)と、燃料電池(10)と並列に接続された2次電池(11)とを備え、内部状態診断手段(40)は、局所電流に基づいて燃料電池(10)内部の状態を推定する際に、負荷を一定にして燃料電池(10)を運転させ、負荷を一定にして前記燃料電池(10)を運転させる間に、燃料電池(10)の出力が出力要求値より不足する場合には、不足分の電力を2次電池から供給し、燃料電池(10)の出力が出力要求値を超える場合には、余剰分の電力を2次電池に蓄積させることを第2の特徴としている。
(正極側)2H++1/2O2+2e−→H2O
そして、各セル毎の出力電圧および出力電流を検出するセルモニタ12が設けられ、セルモニタ12で検出したセル電圧信号およびセル電流信号が後述する燃料電池制御部40に入力されるようになっている。なお、セルモニタ12が、本発明の発電総電流測定手段に相当している。
各局所電流センサA1〜A4で検出される電流分布は、その燃料電池10に特有のものであり、空気極側の水分量が変化した場合には図6に示すように変化する。
燃料電池10の水素極側の水分量が変化した場合における各局所電流センサA1〜A4で検出される電流分布は、図7に示すように変化する。
空気供給量が変化した場合における各局所電流センサA1〜A4で検出される電流分布は図8に示すように変化する。
水素供給量が変化した場合における各局所電流センサA1〜A4で検出される電流分布は図9に示すように変化する。
なお、上記実施形態では、異常運転診断制御のS100において負荷が変動したか否かを検出したが、所定の負荷条件で間欠的に運転し、その間に上記制御をおこなってもよい。上記制御を行っている間に燃料電池10の発電電力が不足する場合は、図示しない2次電池(例えば、バッテリやキャパシタ)の放電で補い、燃料電池10の発電電力が過剰になる場合は、2次電池に充電するように構成することができる。これにより、燃料電池10発電時の異常要因をより正確に診断することが可能となる。
Claims (13)
- 電解質と、前記電解質の両側にそれぞれ配置された酸化剤極および燃料極と、前記酸化剤極に供給される酸化剤ガスが流れる酸化剤ガス通路(113)と、前記燃料極に対して供給される燃料ガスが流れる燃料ガス通路(123)とを有するセル(100)が複数積層された燃料電池(10)を備え、
前記酸化剤ガス通路は、互いに平行な複数の酸化剤ガス通路溝(113)からなり、酸化剤ガス入口部(111)から導入された酸化剤ガスが、前記複数の酸化剤ガス通路溝(113)内を、酸化剤ガス出口部(112)に向かって同一方向に流れるレイアウトであり、
前記燃料ガス通路は、前記酸化剤ガス通路溝(113)と平行である複数の燃料ガス通路溝(123)からなり、燃料ガス入口部(121)から導入された燃料ガスが、前記複数の燃料ガス通路溝(123)内を、前記酸化剤ガスの流れる方向と反対方向に流れるレイアウトである燃料電池システムであって、
前記セル(100)の所定部位を流れる局所電流を測定する第1〜第4の局所電流測定手段(A1〜A4)と、
前記第1〜第4の局所電流測定手段(A1〜A4)により測定された局所電流に基づいて前記燃料電池(10)内の状態を診断する内部状態診断手段(40)とを備えており、
前記第1および第2の局所電流測定手段(A1、A2)は、前記酸化剤ガス通路(113)の上流側かつ前記燃料ガス通路(123)の下流側に対応する部位における局所電流を測定するように構成されており、
前記第3および第4の局所電流測定手段(A3、A4)は、前記酸化剤ガス通路(113)の下流側かつ前記燃料ガス通路(123)の上流側に対応する部位における局所電流を測定するように構成されており、
前記第1の局所電流測定手段(A1)は、前記燃料ガス通路(123)内における燃料ガスが欠乏しやすい部位の局所電流を測定するように構成されており、
前記第2の局所電流測定手段(A2)は、前記第1の局所電流測定手段(A1)と比較して、前記酸化剤ガス入口部(111)からより近く、かつ、より水分が滞留しやすい部位の局所電流を測定するように構成されており、
前記第4の局所電流測定手段(A4)は、前記第3の局所電流測定手段(A3)と比較して、前記燃料ガス入口部(121)からより近く、かつ、水分がより滞留しやすい部位の局所電流を測定するように構成されていることを特徴とする燃料電池システム。 - 前記内部状態診断手段(40)は、前記第1〜第4の局所電流測定手段(A1〜A4)により測定された局所電流の同一の所定時間あたりの変化量がすべて同符号でない場合に、前記燃料電池(10)内部に異常があると推定す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。
- 前記内部状態診断手段(40)は、前記第3の局所電流測定手段(A3)により測定された局所電流の変化量が0より大きく、前記第4の局所電流測定手段(A4)により測定された局所電流の変化量が0未満の場合に、前記酸化剤極側の水分が過剰である酸化剤極側水分過剰状態と推定することを特徴とする請求項2に記載の燃料電池システム。
- 前記内部状態診断手段(40)は、前記第1の局所電流測定手段(A1)により測定された局所電流の変化量が0より大きく、前記第2の局所電流測定手段(A2)により測定された局所電流の変化量が0未満の場合に、前記燃料極側の水分が過剰である燃料極側水分過剰状態と推定することを特徴とする請求項2または3に記載の燃料電池システム。
- 前記内部状態診断手段(40)は、前記第1および第2の局所電流測定手段(A1、A2)により測定された局所電流の変化量が0未満で、前記第1の局所電流測定手段(A1)により測定された局所電流の変化率が前記第2の局所電流測定手段(A2)により測定された局所電流の変化率より小さい場合に、前記酸化剤極側の水分が不足している酸化剤極側水分不足状態と推定することを特徴とする請求項2ないし4のいずれか1つに記載の燃料電池システム。
- 前記内部状態診断手段(40)は、前記第1および第2の局所電流測定手段(A1、A2)により測定された局所電流の変化量が0未満の場合に、前記第1の局所電流測定手段(A1)により測定された局所電流の変化率が前記第2の局所電流測定手段(A2)により測定された局所電流の変化率より大きく、かつ、前記第1の局所電流測定手段(A1)により測定された局所電流の変化率が第1の所定値より小さい場合に、前記燃料極に供給される燃料ガスが不足している第1の燃料ガス不足状態と推定することを特徴とする請求項5に記載の燃料電池システム。
- 前記内部状態診断手段(40)は、前記第1および第2の局所電流測定手段(A1、A2)により測定された局所電流の変化量が0未満の場合に、前記第1の局所電流測定手段(A1)により測定された局所電流の変化率が前記第2の局所電流測定手段(A2)により測定された局所電流の変化率より大きく、かつ、前記第1の局所電流測定手段(A1)により測定された局所電流の変化率が前記第1の所定値より大きく、前記第1の所定値より大きい第2の所定値より小さい場合に、前記酸化剤極に供給される酸化剤ガスが過剰である酸化剤ガス過剰状態と推定することを特徴とする請求項6に記載の燃料電池システム。
- 前記内部状態診断手段(40)は、前記第1および第2の局所電流測定手段(A1、A2)により測定された局所電流の変化量が0未満の場合に、前記第1の局所電流測定手段(A1)により測定された局所電流の変化率が前記第2の局所電流測定手段(A2)により測定された局所電流の変化率より大きく、かつ、前記第1の局所電流測定手段(A1)により測定された局所電流の変化率が前記第2の所定値より大きい場合に、前記燃料極に供給される燃料ガスが前記第1の燃料ガス不足状態より不足している第2の燃料ガス不足状態と推定することを特徴とする請求項7のいずれか1つに記載の燃料電池システム。
- 前記内部状態診断手段(40)は、前記第1および第2の局所電流測定手段(A1、A2)により測定された局所電流の変化量が0より大きく、かつ、前記第1の局所電流測定手段(A1)により測定された局所電流の変化率が第3の所定値より大きい場合に、前記燃料極側の水分が不足している燃料極側水分不足状態と推定することを特徴とする請求項2ないし8のいずれか1つに記載の燃料電池システム。
- 前記内部状態診断手段(40)は、前記第1および第2の局所電流測定手段(A1、A2)により測定された局所電流の変化量が0より大きく、かつ、前記第1の局所電流測定手段(A1)により測定された局所電流の変化率が前記第3の所定値より小さい第4の所定値より大きく、前記第3の所定値より小さい場合に、前記燃料極側に供給される燃料ガスが過剰である燃料ガス過剰状態と推定することを特徴とする請求項9に記載の燃料電池システム。
- 前記内部状態診断手段(40)は、前記第1および第2の局所電流測定手段(A1、A2)により測定された局所電流の変化量が0より大きく、かつ、前記第1の局所電流測定手段(A1)により測定された局所電流の変化率が前記第4の所定値より小さい第5の所定値より大きく、前記第4の所定値より小さい場合に、前記酸化剤極に供給される酸化剤ガスが不足している第1の酸化剤ガス不足状態と推定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。
- 前記内部状態診断手段(40)は、前記第1および第2の局所電流測定手段(A1、A2)により測定された局所電流の変化量が0より大きく、かつ、前記第1の局所電流測定手段(A1)により測定された局所電流の変化率が前記第5の所定値より小さい場合に、前記酸化剤極に供給される酸化剤ガスが前記第1の酸化剤ガス不足状態より不足している第2の酸化剤ガス不足状態と推定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。
- 前記燃料電池(10)に対する出力要求値を取得する出力要求値取得手段(40)と、
前記燃料電池(10)と並列に接続された2次電池(11)とを備え、
前記内部状態診断手段(40)は、前記局所電流に基づいて前記燃料電池(10)内部の状態を推定する際に、負荷を一定にして前記燃料電池(10)を運転させ、前記負荷を一定にして前記燃料電池(10)を運転させる間に、前記燃料電池(10)の出力が前記出力要求値より不足する場合には、不足分の電力を前記2次電池から供給し、前記燃料電池(10)の出力が前記出力要求値を超える場合には、余剰分の電力を前記2次電池に蓄積させることを特徴とする請求項1ないし12のいずれか1つに記載の燃料電池システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005236658A JP4810927B2 (ja) | 2005-08-17 | 2005-08-17 | 燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005236658A JP4810927B2 (ja) | 2005-08-17 | 2005-08-17 | 燃料電池システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007052988A true JP2007052988A (ja) | 2007-03-01 |
JP4810927B2 JP4810927B2 (ja) | 2011-11-09 |
Family
ID=37917287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005236658A Expired - Fee Related JP4810927B2 (ja) | 2005-08-17 | 2005-08-17 | 燃料電池システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4810927B2 (ja) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008066120A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
WO2009005158A1 (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御装置 |
JP2009181794A (ja) * | 2008-01-30 | 2009-08-13 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
JP2013008568A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Nippon Soken Inc | 燃料電池状態診断装置 |
JP2013109949A (ja) * | 2011-11-21 | 2013-06-06 | Denso Corp | 燃料電池システム |
JP2013118140A (ja) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | Denso Corp | 燃料電池システム |
JP2013145711A (ja) * | 2012-01-16 | 2013-07-25 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システムとこれを搭載した車両 |
JP2013258043A (ja) * | 2012-06-12 | 2013-12-26 | Nippon Soken Inc | 燃料電池診断装置 |
DE102014013197A1 (de) * | 2014-09-06 | 2016-03-10 | Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg | Brennstoffzellensystem und Verfahren zur Bewertung des Zustands des Wasserhaushalts |
WO2016072026A1 (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-12 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池の状態判定装置及び方法 |
JP2017510038A (ja) * | 2014-03-31 | 2017-04-06 | コミサリア ア レネルジ アトミク エ オウ エネルジ アルタナティヴ | 最適動作の燃料電池 |
CN109802159A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-24 | 清华大学 | 燃料电池气体采样***及采样方法 |
WO2020135644A1 (zh) * | 2018-12-29 | 2020-07-02 | 清华大学 | 燃料电池气体采样***及采样方法、燃料电池电流密度分布估计方法以及燃料电池内部状态模型的标定方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004152501A (ja) * | 2002-10-28 | 2004-05-27 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池の電流密度測定装置 |
JP2005123162A (ja) * | 2003-09-24 | 2005-05-12 | Denso Corp | 電流測定装置 |
-
2005
- 2005-08-17 JP JP2005236658A patent/JP4810927B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004152501A (ja) * | 2002-10-28 | 2004-05-27 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池の電流密度測定装置 |
JP2005123162A (ja) * | 2003-09-24 | 2005-05-12 | Denso Corp | 電流測定装置 |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008066120A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
WO2009005158A1 (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御装置 |
JP2009016170A (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御装置 |
JP4548453B2 (ja) * | 2007-07-04 | 2010-09-22 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御装置 |
CN101689665B (zh) * | 2007-07-04 | 2012-09-05 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池***以及燃料电池***的控制装置 |
US8309261B2 (en) | 2007-07-04 | 2012-11-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell with control unit for recirculating fuel |
JP2009181794A (ja) * | 2008-01-30 | 2009-08-13 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
JP2013008568A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Nippon Soken Inc | 燃料電池状態診断装置 |
JP2013109949A (ja) * | 2011-11-21 | 2013-06-06 | Denso Corp | 燃料電池システム |
JP2013118140A (ja) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | Denso Corp | 燃料電池システム |
JP2013145711A (ja) * | 2012-01-16 | 2013-07-25 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システムとこれを搭載した車両 |
JP2013258043A (ja) * | 2012-06-12 | 2013-12-26 | Nippon Soken Inc | 燃料電池診断装置 |
JP2017510038A (ja) * | 2014-03-31 | 2017-04-06 | コミサリア ア レネルジ アトミク エ オウ エネルジ アルタナティヴ | 最適動作の燃料電池 |
DE102014013197A1 (de) * | 2014-09-06 | 2016-03-10 | Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg | Brennstoffzellensystem und Verfahren zur Bewertung des Zustands des Wasserhaushalts |
WO2016072026A1 (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-12 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池の状態判定装置及び方法 |
CN107078323A (zh) * | 2014-11-07 | 2017-08-18 | 日产自动车株式会社 | 燃料电池的状态判定装置及方法 |
JPWO2016072026A1 (ja) * | 2014-11-07 | 2017-09-21 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池の状態判定装置及び方法 |
US9917315B2 (en) | 2014-11-07 | 2018-03-13 | Nissan Motor Co., Ltd. | State determination device and method for fuel cell |
CN107078323B (zh) * | 2014-11-07 | 2020-04-14 | 日产自动车株式会社 | 燃料电池的状态判定装置及方法 |
CN109802159A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-24 | 清华大学 | 燃料电池气体采样***及采样方法 |
WO2020135644A1 (zh) * | 2018-12-29 | 2020-07-02 | 清华大学 | 燃料电池气体采样***及采样方法、燃料电池电流密度分布估计方法以及燃料电池内部状态模型的标定方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4810927B2 (ja) | 2011-11-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4810927B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP4905182B2 (ja) | 燃料電池システム | |
CA2659957C (en) | Fuel cell system | |
JP4380231B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP4639680B2 (ja) | 燃料電池システム | |
EP3136486B1 (en) | Diagnostic device | |
US9444112B2 (en) | Fuel cell monitoring device | |
US20010028970A1 (en) | Fuel cell system and method for operating fuel cell | |
JP6569464B2 (ja) | 燃料電池診断装置 | |
JP4654687B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5857454B2 (ja) | 燃料電池システム | |
CN108390088B (zh) | 燃料电池*** | |
CN107452974B (zh) | 缺氢判断方法及缺氢判断装置 | |
CA2942629C (en) | Fuel cell system with wetness control | |
JP4734829B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2011100564A (ja) | 燃料電池システム | |
JP6642229B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP4900505B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP6737210B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2022044327A (ja) | 燃料電池システム | |
JP5810992B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2022108972A (ja) | 燃料電池システム | |
KR20210062192A (ko) | 역전압을 완화시킬 수 있는 고내구성 연료전지 시스템 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071108 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110329 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110426 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110620 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110726 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110808 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140902 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |