JP2008010198A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池システムは、システム停止時に電流取出部30を作動させて電流を取り出し、且つ、空気系入口弁23および空気系出口弁24を閉じる。特に、空気系入口弁23および空気系出口弁24を閉じた後に電流を取り出すため、これら弁23,24を閉じる前に電流を取り出す場合と比較して、酸化剤極側の酸素の消費量を少なくすることができ、停止処理の時間短縮につなげることができる。しかも、両弁23,24により酸化剤極側を規制しているため、停止時に酸素を消費して低酸素とした状態を起動時においても保つことができる。
【選択図】図1
Description
3…制御装置
10…水素系
11…燃料タンク(燃料ガス供給手段)
12…水素供給弁
13…水素調圧弁
14…水素循環ポンプ
15…エゼクタ
16…パージ弁
20…空気系
21…コンプレッサ(酸化剤ガス供給手段)
22…空気調圧弁(圧力調整弁)
23…空気系入口弁(規制弁)
24…空気系出口弁(規制弁)
30…電流取出部(負荷取出手段)
31…メイン制御部(制御手段)
32…電圧センサ
33…空気圧力センサ(圧力検出手段)
34…水素圧力センサ
35…空気温度センサ(酸化剤極側温度検出手段)
36…水素温度センサ(燃料極側温度検出手段)
L10…水素供給流路
L11…水素循環流路
L12…水素排出流路
L20…空気供給流路
L21…空気排出流路
Claims (15)
- 燃料ガスの供給を受ける燃料極および酸化剤ガスの供給を受ける酸化剤極を有し、燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させることにより発電を行う燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックの酸化剤極側の上流及び下流に設けられ、弁閉されることで酸化剤極側への外気の流入を規制する規制弁と、
前記燃料電池スタックから電流を取り出すときの電流値又は前記燃料電池スタックから電流を取り出す際の電圧値を制御する負荷取出手段と、
前記規制弁の開閉および前記負荷取出手段の電流の取り出しを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、システム停止時に前記規制弁を閉じ、該規制弁を閉じた後に前記負荷取出手段を作動させて電流を取り出す
ことを特徴とする燃料電池システム。 - 前記燃料電池スタックの酸化剤極側に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段をさらに備え、
前記制御手段は、システム停止時に、前記酸化剤ガス供給手段により酸化剤ガスを供給して酸化剤極側の圧力を大気圧よりも第1所定圧力以上高い圧力とし、その後、前記規制弁を閉じ、該規制弁を閉じた後に前記負荷取出手段を作動させて電流を取り出す
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記燃料電池スタックの燃料極側に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段をさらに備え、
前記制御手段は、システム停止時に、前記燃料ガス供給手段により燃料ガスを供給して燃料極側の圧力を大気圧よりも第2所定圧力以上高い圧力とし、その後、前記規制弁を閉じ、該規制弁を閉じた後に前記負荷取出手段を作動させて電流を取り出す
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記制御手段は、システム停止時に、酸化剤極側の圧力よりも燃料極側の圧力を第3所定圧力以上高くする
ことを特徴とする請求項3に記載の燃料電池システム。 - 前記制御手段は、システム停止時に、酸化剤極側の圧力を大気圧よりも第1所定圧力以上高い圧力とした後、前記酸化剤ガス供給手段による酸化剤ガス供給を停止すると共に前記規制弁を閉じ、該規制弁を閉じた後に前記負荷取出手段を作動させて電流を取り出す
ことを特徴とする請求項2に記載の燃料電池システム。 - 前記燃料電池スタックの酸化剤極側に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、
前記燃料電池スタックの燃料極側に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、システム停止時に、前記酸化剤ガス供給手段により酸化剤ガスを供給して酸化剤極側の圧力を略大気圧とし、その後、前記規制弁を閉じ、該規制弁を閉じた後に前記燃料ガス供給手段からの燃料ガス供給により燃料極側の圧力を大気圧よりも第4所定圧力以上高い圧力とし、燃料極側の圧力を大気圧よりも第4所定圧力以上高い圧力とした後に前記負荷取出手段を作動させて電流を取り出す
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記燃料電池スタックの酸化剤極側下流に設けられ、開度を調整することにより酸化剤極側の圧力を制御する圧力調整弁と、
前記酸化剤極側の圧力を検出する圧力検出手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記酸化剤ガス供給手段による酸化剤ガス供給を停止する場合、前記圧力調整弁が閉じられている状態で前記酸化剤ガス供給手段に供給停止指令を行い、前記圧力検出手段により検出された圧力が徐々に低下しているときに、酸化剤ガス供給の停止が正常に行われたと判断する
ことを特徴とする請求項5または請求項6のいずれかに記載の燃料電池システム。 - 前記制御手段は、電流取出終了時に酸化剤極側の圧力が大気圧よりも高くなるように第1所定圧力を設定している
ことを特徴とする請求項2に記載の燃料電池システム。 - 前記燃料電池スタックの酸化剤極側の温度を検出する酸化剤極側温度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記酸化剤極側温度検出手段により検出された温度が高くなるほど、前記第1所定圧力を高めに設定する
ことを特徴とする請求項8に記載の燃料電池システム。 - 前記制御手段は、電流取出終了時に燃料極側の圧力が大気圧よりも高くなるように第2所定圧力を設定している
ことを特徴とする請求項3に記載の燃料電池システム。 - 前記燃料電池スタックの燃料極側の温度を検出する燃料極側温度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記燃料極側温度検出手段により検出された温度が高くなるほど、前記第2所定圧力を高めに設定する
ことを特徴とする請求項10に記載の燃料電池システム。 - 前記制御手段は、電流取出終了時に燃料極側の圧力が大気圧よりも高くなるように第4所定圧力を設定している
ことを特徴とする請求項6に記載の燃料電池システム。 - 前記燃料電池スタックの燃料極側の温度を検出する燃料極側温度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記燃料極側温度検出手段により検出された温度が高くなるほど、前記第4所定圧力を高めに設定する
ことを特徴とする請求項10に記載の燃料電池システム。 - 前記制御手段は、前記規制弁を閉じる場合、酸化剤極側上流側の弁を先に閉じ、その後酸化剤極側下流側の弁を閉じる
ことを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記制御手段は、標準大気圧又は検出した大気圧の平均値を、前記大気圧とする
ことを特徴とする請求項2、請求項3、請求項5、請求項6、請求項8、請求項10、および請求項12のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
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