JP2010061915A - Fuel cell system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水素発生部と、水素発生部で発生した水素を燃料として動作する燃料電池を有するシステムに関する。 The present invention relates to a system having a hydrogen generator and a fuel cell that operates using hydrogen generated in the hydrogen generator as fuel.
近年、ノートパソコンや携帯電話などのモバイル機器の普及に伴い、その電源である電池は、ますます小型化、高容量化が要望されている。このような、エネルギー密度が高く、小型であり、かつ、出力容量が大きいという要望に応えうる電池として、固体高分子型燃料電池などの燃料電池の開発が進められている。 In recent years, with the spread of mobile devices such as notebook computers and mobile phones, the battery as the power source is increasingly required to be smaller and have higher capacity. Development of fuel cells such as solid polymer fuel cells is underway as a battery that can meet the demand for such high energy density, small size, and large output capacity.
燃料電池は、燃料および酸素の供給を行えば連続的に使用することが可能である。例えば、高分子電解質膜型燃料電池（ＰＥＭＦＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）は、電解質に固体高分子電解質、正極活物質に空気中の酸素、負極活物質に燃料（水素、メタノールなど）を用いるものであり、現在の主流であるリチウムイオン二次電池よりも高エネルギー密度化が期待できる電池として注目されている。このＰＥＭＦＣで使用する燃料として水素を用いる場合の、水素を製造する方法として、水と、イオン化傾向の高い金属であるリチウム、カリウム、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウムなどの水素発生物質との発熱反応により水素を発生させる方法が提案されている。 The fuel cell can be used continuously if fuel and oxygen are supplied. For example, a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) uses a solid polymer electrolyte as the electrolyte, oxygen in the air as the positive electrode active material, and fuel (hydrogen, methanol, etc.) as the negative electrode active material Therefore, it is attracting attention as a battery that can be expected to have a higher energy density than the current mainstream lithium ion secondary battery. When hydrogen is used as the fuel used in this PEMFC, as a method for producing hydrogen, an exothermic reaction between water and a hydrogen-generating substance such as lithium, potassium, calcium, sodium, magnesium, or aluminum, which is a metal with a high ionization tendency A method for generating hydrogen has been proposed.
このような、水素発生物質を収容した水素発生部に水を供給して、水と水素発生物質とを反応させて燃料電池の燃料とする水素を発生させる方法について、水素発生物質として用いる金属材料の粒径を規定して、低温で簡便に水素を発生させる技術が開示されている（特許文献１参照）。
水との発熱反応により水素を発生する水素発生物質に水を供給して水素を発生させる方法では、水素発生の開始時点において、水の供給を開始してから水素が発生するまでに時間がかかるという問題がある。このため、燃料電池での発電を開始しようとしたときに、発電開始から一定の水量で、水素発生物質が収容されている水素発生部に水を供給するという方法では、燃料電池が必要な電力を出力するまでに時間がかかるという問題がある。 In the method of generating hydrogen by supplying water to a hydrogen generating material that generates hydrogen by exothermic reaction with water, it takes time from the start of water supply to the generation of hydrogen at the start of hydrogen generation. There is a problem. For this reason, in the method of supplying water to the hydrogen generation part in which the hydrogen generating substance is accommodated with a certain amount of water from the start of power generation when starting to generate power in the fuel cell, the power required for the fuel cell is required. There is a problem that it takes time to output.
また、水との発熱反応が進んで未反応の水素発生物質が減少し、水素の発生が継続できなくなった場合には、それ以上の水の供給を止めないと水素発生部から水があふれてしまって、安全な動作ができなくなるという問題が生じる。 In addition, when the exothermic reaction with water progresses and the amount of unreacted hydrogen generating material decreases and hydrogen generation cannot be continued, the water will overflow from the hydrogen generating section unless the supply of further water is stopped. In other words, there arises a problem that safe operation cannot be performed.
さらに、燃料電池システム内に二次電池を有し、燃料電池で発電された電力を二次電池に蓄えて、必要に応じて二次電池から燃料電池外に電力を出力する場合には、二次電池に蓄えられた電力の残量に応じて、燃料電池での発電を制御して二次電池への充電を行うようにすることが燃料電池システムの効率上好ましい。 Furthermore, when the fuel cell system has a secondary battery, the power generated by the fuel cell is stored in the secondary battery, and when necessary, the power is output from the secondary battery to the outside of the fuel cell. In view of the efficiency of the fuel cell system, it is preferable to charge the secondary battery by controlling the power generation in the fuel cell in accordance with the remaining amount of power stored in the secondary battery.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、水と水素発生物質との発熱反応の特性や、未反応の水素発生物質の残量、さらには、燃料電池に求められる発電量といった、燃料電池システムの動作上好ましい供給量で水素発生物質に水を供給することができる燃料電池システムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and is characterized by the exothermic reaction between water and the hydrogen generating material, the remaining amount of the unreacted hydrogen generating material, and the power generation required for the fuel cell. An object of the present invention is to obtain a fuel cell system capable of supplying water to the hydrogen generating material with a supply amount preferable for the operation of the fuel cell system.
上記課題を解決するために、本発明の燃料電池システムは、水との発熱反応により水素を発生する水素発生物質を収容した水素発生部と、前記水素発生部に水を供給する水供給手段と、前記水素発生部で発生した水素を燃料として発電を行う燃料電池とを備えた燃料電池システムであって、前記水素発生部で発生した水素量を検出する水素量検出手段として、前記水素発生部の温度を検出する温度検出手段、および、前記燃料電池の出力電圧を検出する電圧検出手段、および、前記燃料池部の出力電流を検出する電流検出手段のうちの少なくとも１つを備え、かつ、前記水素量検出手段での検出結果に基づいて、前記水素発生部に供給する水量を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a fuel cell system according to the present invention includes a hydrogen generation unit that contains a hydrogen generating substance that generates hydrogen by an exothermic reaction with water, and a water supply unit that supplies water to the hydrogen generation unit. A fuel cell system comprising a fuel cell that generates electricity using hydrogen generated in the hydrogen generator as fuel, wherein the hydrogen generator detects hydrogen amount generated in the hydrogen generator. And at least one of temperature detecting means for detecting the temperature of the fuel cell, voltage detecting means for detecting the output voltage of the fuel cell, and current detecting means for detecting the output current of the fuel pond, and Control means for controlling the amount of water supplied to the hydrogen generator based on the detection result of the hydrogen amount detection means is provided.
本発明の燃料電池システムによれば、水素発生部に収容された水素発生物質に供給される水の供給量を、水素発生物質の状態や燃料電池に求められる発電量に対応したより適切なものとすることができ、効率よく生成された水素を用いて発電が行なわれる燃料電池システムを実現することができる。 According to the fuel cell system of the present invention, the amount of water supplied to the hydrogen generating material accommodated in the hydrogen generating unit is more appropriate for the state of the hydrogen generating material and the amount of power generation required for the fuel cell. Thus, a fuel cell system in which power generation is performed using efficiently generated hydrogen can be realized.
上記のように、本発明の燃料電池システムは、水との発熱反応により水素を発生する水素発生物質を収容した水素発生部と、前記水素発生部に水を供給する水供給手段と、前記水素発生部で発生した水素を燃料として発電を行う燃料電池とを備えた燃料電池システムであって、前記水素発生部で発生した水素量を検出する水素量検出手段として、前記水素発生部の温度を検出する温度検出手段、および、前記燃料電池の出力電圧を検出する電圧検出手段、および、前記燃料池部の出力電流を検出する電流検出手段のうちの少なくとも１つを備え、かつ、前記水素量検出手段での検出結果に基づいて、前記水素発生部に供給する水量を制御する制御手段を備える。 As described above, the fuel cell system of the present invention includes a hydrogen generation unit that contains a hydrogen generating material that generates hydrogen by an exothermic reaction with water, a water supply unit that supplies water to the hydrogen generation unit, and the hydrogen A fuel cell system comprising a fuel cell that generates power using hydrogen generated in the generator as a fuel, wherein the temperature of the hydrogen generator is detected as a hydrogen amount detection means for detecting the amount of hydrogen generated in the hydrogen generator. And at least one of a temperature detecting means for detecting, a voltage detecting means for detecting an output voltage of the fuel cell, and a current detecting means for detecting an output current of the fuel pond, and detecting the amount of hydrogen. Control means for controlling the amount of water supplied to the hydrogen generator based on the detection result of the means.
このようにすることで、温度検出手段、電圧検出手段、電流検出手段のいずれかによって、水素発生部で発生する水素の量を検出することができる。そして、検出された水素の発生量に応じて、水素発生部への水の供給量をより適切な量に制御できるので、水素発生物質と水との水素発生反応を効率よく行うことができる。 In this way, the amount of hydrogen generated in the hydrogen generator can be detected by any of the temperature detection means, voltage detection means, and current detection means. And since the supply amount of water to the hydrogen generation part can be controlled to a more appropriate amount according to the detected hydrogen generation amount, the hydrogen generation reaction between the hydrogen generation substance and water can be performed efficiently.
また、発電開始時において、前記水素量検出手段で検出された水素量が所定量よりも多くなったときに、前記制御手段が、前記水素発生部への水の供給量を減少させることが好ましい。このようにすることで、水素の発生開始が遅くなる燃料電池の発電開始時に、水素発生部へより多くの水を供給することができ、水素の発生開始を速めることができる。 In addition, when the amount of hydrogen detected by the hydrogen amount detection unit is greater than a predetermined amount at the start of power generation, the control unit preferably reduces the amount of water supplied to the hydrogen generation unit. . By doing in this way, more water can be supplied to a hydrogen generation part at the time of the power generation start of the fuel cell where the generation start of hydrogen becomes late, and the start of hydrogen generation can be accelerated.
なお、本発明において、水素量検出手段で検出された水素量が所定量よりも多いことは、水素量検出手段が温度検出手段であるときは、検出された温度が所定の温度より高いことで、水素量検出手段が電圧検出手段であるときは、検出された電圧値が所定の電圧値より高いことで、水素量検出手段が電流検出手段であるときは、検出された電流値が所定の電流値より高いことで、把握することができる。 In the present invention, the amount of hydrogen detected by the hydrogen amount detection means is larger than the predetermined amount because when the hydrogen amount detection means is a temperature detection means, the detected temperature is higher than the predetermined temperature. When the hydrogen amount detection means is a voltage detection means, the detected voltage value is higher than a predetermined voltage value. When the hydrogen amount detection means is a current detection means, the detected current value is a predetermined value. It can be grasped by being higher than the current value.
また、発電動作中において、前記水素量検出手段で検出された水素量が所定量よりも少なくなったときに、前記制御手段が、前記水素発生部への水の供給を停止することが好ましい。このようにすることで、水素発生部に収容されている未反応の水素発生物質が減少して水素の発生量が低下した場合に、過剰な水を供給してしまうことで未反応の水があふれ出してしまうなどのトラブルを未然に防止できる。 In addition, during the power generation operation, it is preferable that the control unit stops supplying water to the hydrogen generation unit when the hydrogen amount detected by the hydrogen amount detection unit becomes smaller than a predetermined amount. By doing in this way, when the amount of unreacted hydrogen generating material accommodated in the hydrogen generating part decreases and the amount of hydrogen generated decreases, unreacted water is supplied by supplying excess water. Troubles such as overflow can be prevented.
また、本発明において、水素量検出手段で検出された水素量が所定量よりも少ないことは、水素量検出手段が温度検出手段であるときは、検出された温度が所定の温度より低いことで、水素量検出手段が電圧検出手段であるときは、検出された電圧値が所定の電圧値より低いことで、水素量検出手段が電流検出手段であるときは、検出された電流値が所定の電流値より低いことで、把握することができる。 In the present invention, the amount of hydrogen detected by the hydrogen amount detection means is less than the predetermined amount because when the hydrogen amount detection means is a temperature detection means, the detected temperature is lower than the predetermined temperature. When the hydrogen amount detection means is a voltage detection means, the detected voltage value is lower than a predetermined voltage value. When the hydrogen amount detection means is a current detection means, the detected current value is a predetermined value. It can be grasped by being lower than the current value.
また、前記燃料電池で発電された電力を蓄える二次電池と、前記二次電池に蓄えられている電力の残量を検出する電池残量検出手段とをさらに備え、前記電池残量検出手段が検出した前記二次電池に蓄えられている電力の残量に応じて、前記制御手段が前記水素発生部への水の供給量を変化させることが好ましい。このようにすることで、燃料電池の発電量を制御し、二次電池に蓄えられている電力の残量を所定の範囲内に収めた、効率のよう燃料電池システムを得ることができる。 The battery further comprises: a secondary battery that stores electric power generated by the fuel cell; and a battery remaining amount detecting unit that detects a remaining amount of electric power stored in the secondary battery. It is preferable that the control means changes the amount of water supplied to the hydrogen generator in accordance with the detected remaining amount of power stored in the secondary battery. By doing so, it is possible to obtain a fuel cell system with high efficiency by controlling the power generation amount of the fuel cell and keeping the remaining amount of power stored in the secondary battery within a predetermined range.
この場合において、前記電池残量検出手段が検出した前記二次電池に蓄えられている電力の残量が、第１の閾値を下回った場合には、前記制御手段が前記水素発生部への水の供給量を増加させ、前記電池残量検出手段が検出した前記二次電池に蓄えられている電力の残量が、前記第１の閾値よりも大きな値である第２の閾値を上回った場合には、前記制御手段が前記水素発生部への水の供給量を減少させることが好ましい。 In this case, when the remaining amount of electric power stored in the secondary battery detected by the battery remaining amount detecting unit falls below the first threshold, the control unit supplies water to the hydrogen generating unit. When the remaining amount of electric power stored in the secondary battery detected by the battery remaining amount detection means exceeds a second threshold value that is larger than the first threshold value. In this case, it is preferable that the control means reduces the amount of water supplied to the hydrogen generation unit.
以下、本発明にかかる燃料電池システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of a fuel cell system according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
（第１の実施形態）
図１は、本発明にかかる燃料電池システムの第１の実施形態における概略構成を示すブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration in a first embodiment of a fuel cell system according to the present invention.
本実施形態の燃料電池システムは、水素を発生させるために必要な水を貯蔵する水貯蔵タンク１と、水貯蔵タンク１内の水を水素発生物質と反応させるために水素発生部３に供給する水供給手段としての電動ポンプ２、電動ポンプ２によって供給された水が、内部にあらかじめ収容されている水素発生物質と発熱反応を生じて水素が発生する水素発生部３とを有している。
The fuel cell system of the present embodiment supplies a water storage tank 1 for storing water necessary for generating hydrogen, and supplies water in the water storage tank 1 to a
水素発生部３は、水および水素を透過しにくく、かつ水素発生の発熱反応によって１００℃程度に温度が上昇し多場合や、内部に収容された水素発生物質の体積が膨張した場合でも破損等しない材質である、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂製の容器内に、水素発生物質が収容されたものである。この容器の形状としては、角柱状、円柱状等が採用できる。なお、容器の材質としては、上記の他にアルミニウム、鉄、ステンレス等の金属なども利用できる。
The
水素発生物質としては、水として反応して水素を発生させる材料であれば特に限定されないが、イオン化傾向の高い金属であるリチウム、カリウム、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、さらに、ケイ素、亜鉛、および、これらの元素を主体とする合金からなる群から選択される少なくとも１種の金属材料が好適に使用できる。また、水素発生物質である金属材料に、親水性酸化物、炭素および吸水性高分子からなる群から選ばれる少なくとも１つの物質を添加すれば、金属材料と水との反応を促進させることができるので好ましい。このような親水性酸化物としては、アルミナ、シリカ、チタニア、マグネシア、ジルコニア、ゼオライト、酸化亜鉛等が使用できる。さらに、水と水素発生物質との発熱反応を容易に開始させるために、水素発生物質以外の材料であって水と反応して発熱する発熱材料を含ませることもできる。 The hydrogen generating substance is not particularly limited as long as it is a material that reacts as water to generate hydrogen, but lithium, potassium, calcium, sodium, magnesium, aluminum, which are highly ionized metals, silicon, zinc, and At least one metal material selected from the group consisting of alloys mainly composed of these elements can be preferably used. Moreover, if at least one substance selected from the group consisting of a hydrophilic oxide, carbon, and a water-absorbing polymer is added to the metal material that is a hydrogen generating substance, the reaction between the metal material and water can be promoted. Therefore, it is preferable. As such a hydrophilic oxide, alumina, silica, titania, magnesia, zirconia, zeolite, zinc oxide and the like can be used. Furthermore, in order to easily start the exothermic reaction between water and the hydrogen generating substance, a heat generating material that is a material other than the hydrogen generating substance and generates heat by reacting with water may be included.
水供給手段としての電動ポンプ２には、チューブポンプ、ダイヤフラムポンプあるいはシリンジポンプなどのマイクロポンプを使用することができる。なお、水供給手段としては、これらの電動ポンプに限られず、水素発生部３への供給水量を制御する制御信号にしたがって、水素発生物質への水の供給速度と時間とをコントロールして水供給量が調整可能な手段であれば、その具体的構成の制限はない。
For the electric pump 2 as the water supply means, a micro pump such as a tube pump, a diaphragm pump, or a syringe pump can be used. The water supply means is not limited to these electric pumps, and water supply is performed by controlling the water supply speed and time to the hydrogen generating material in accordance with a control signal for controlling the amount of water supplied to the
水素発生部３で水素発生物質と水との発熱反応により生成された水素は、水素発生部３に形成された水素導出管を経て、燃料電池５に導かれる。
The hydrogen generated by the exothermic reaction between the hydrogen generating substance and water in the
燃料電池５は、水素を燃料として酸素と反応させる、周知の固体高分子形燃料電池であり、例えば固体高分子電解質膜型燃料電池（ＰＥＭＦＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）を使用することができる。
The
具体的には、燃料電池５は、電解質とそれを挟む一対の電極（正極、負極）とで構成されたセルを複数個備えてスタックを形成している。電解質には、固体高分子電解質が使われている。燃料電池５の正極には、空気流入部４を介して流入する空気中の酸素ガス（正極活物質）が供給され、負極には水素発生部３で発生した水素（負極活物質）が供給される。この構成において、負極活物質の水素イオンが電解質を通って正極側へ移動し、酸素分子と結合する時に、外部回路中を電子が移動し発電される。なお、燃料電池５の構成は、一般的なものであるため、その構成の詳細と電力生成のメカニズムについての図示と説明は省略する。また、燃料電池５において使用される電解質などの構成は、上記例示したものに限定されない。
Specifically, the
水素発生部３には、水素発生部３で発生した水素発生量を検出する水素量検出手段の一つとしての、温度検出手段である温度センサ６が設けられている。この温度センサ６は、温度により抵抗値が変化するサーミスタや温度により起電力が変化する熱電対などが用いられ、水素発生物質との水との反応の度合いによって変化する水素の発生量を、水素発生物質の温度から検出するものである。なお、本実施形態において温度センサ６は、水素発生部３の容器の外側に貼着されて、容器の温度変化を介して水素発生物質の温度を検出するように構成されている。しかし、本発明における温度検出手段はこの方法に限られず、例えば熱電対などを用いることで水素発生物質そのものの温度を検出する構成とすることもできる。
The
また、本発明にかかる水素量検出手段としては、この温度検出手段に限られず、生成された水素を用いて発電を行う燃料電池５が生成する電力から、その出力電圧の値を検出する電圧検出手段や、その出力電流の値を検出する電流検出手段を用いることができる。さらに、これら温度検出手段と、電圧検出手段と、電流検出手段のうちのいずれか２つ、又は３つ全てを、水素量検出手段として複合的に使用することもできる。
Further, the hydrogen amount detection means according to the present invention is not limited to this temperature detection means, and voltage detection that detects the value of the output voltage from the power generated by the
操作部７は、燃料電池システムに発電開始の指示などを入力するユーザーインタフェース部である。操作部７としては、スイッチやタッチパネルなどを用いることができる。また、燃料電池５で生成される電力を電源として使用する、各種機器のスイッチ信号がそのまま操作部７に入力される構成とすることもできる。
The operation unit 7 is a user interface unit that inputs an instruction to start power generation to the fuel cell system. As the operation unit 7, a switch, a touch panel, or the like can be used. In addition, it is possible to adopt a configuration in which switch signals of various devices that use electric power generated by the
演算部８は、操作部７からの発電開始の指示を受け、水供給手段である電動ポンプ２を駆動させるポンプ制御装置９に駆動信号を与える。また、水素量検出手段である温度センサ６からの出力に基づいて、水素発生部３で発生している水素量を検出し、この水素量に基づいてポンプ制御装置９に、電動ポンプ２によって水素発生部３に供給すべき水の量を演算して出力する。出力する情報は、例えばＤ／Ａ変換によるアナログ値が用いられるが、他の情報でも良い。このような機能を有するため、演算部８は、マイコン等のプログラミング可能な制御装置や、マイクロプロセッサーなどによる構成が望ましいが、電子回路などにより構成することも可能である。
The calculation unit 8 receives a power generation start instruction from the operation unit 7 and gives a drive signal to the pump control device 9 that drives the electric pump 2 that is water supply means. Further, the amount of hydrogen generated in the
ポンプ制御装置９は、演算部８の出力した供給すべき水供給量に関する情報を受け取り、電動ポンプ２の供給水量を制御する。演算部８とポンプ制御装置９とが、水素量検出手段である温度センサ６からの検出情報にしたがって、水素発生部３に供給する水量を制御する制御手段１０を構成する。
The pump control device 9 receives the information on the water supply amount to be supplied output from the calculation unit 8 and controls the supply water amount of the electric pump 2. The calculation unit 8 and the pump control device 9 constitute a
次に、図２を用いて、本実施形態の燃料電池システムの、水素発生部３に供給される水量の制御動作について説明する。
Next, the control operation of the amount of water supplied to the
図２は、本実施形態にかかる燃料電池システムの動作を示す、フローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the fuel cell system according to the present embodiment.
ここで、水供給量Ａは、発電の開始時、すなわち、水素発生部３に収容された水素発生物質に水を供給して水素の生成を始めるときに適した供給水量を示す。また、水供給量Ｂは、発電開始後の発電継続に適した水量、すなわち、水素発生部３で水素発生物質と水との水素発生の発熱反応が安定して行われているときに、水素を生成し続けるときに好適な水の供給量を示す。また、温度ＴＡは、水と水素発生物質との水素発生の発熱反応が安定して生じていると判断できる、水素発生物質の温度である。また、温度ＴＢは、水との反応が進み、未反応な水素発生物質の量が少なくなって、安定して一定量の水素を発生させることが困難になった時の水素発生物質の温度である。
Here, the water supply amount A indicates a supply water amount that is suitable at the start of power generation, that is, when water is supplied to the hydrogen generating material accommodated in the
なお、これらの水供給量Ａ、水供給量Ｂ、温度ＴＡ、温度ＴＢは、水素発生物質の材質や水素発生部３内の収容量、水素発生部３の形状や環境温度、燃料電池５の性能や燃料電池５の出力として必要とされる電力量などにより適宜決定される数値である。
The water supply amount A, the water supply amount B, the temperature TA, and the temperature TB are determined based on the material of the hydrogen generating material, the amount contained in the
図２に示すように、最初のステップＳ１０１において、操作部７からの操作によって、発電開始命令が与えられる。 As shown in FIG. 2, in the first step S <b> 101, a power generation start command is given by an operation from the operation unit 7.
ステップＳ１０２において、発電開始命令を受け取った演算部８は、ポンプ制御装置９に対して水供給量Ａで水を供給すべきという、供給水量の情報を伝達する。ポンプ制御装置９は、伝達された供給水量の情報により、電動ポンプ２を制御し、電動ポンプ２は水貯蔵タンク１から水素発生部３へ水供給量Ａで水を供給する。
In step S <b> 102, the calculation unit 8 that has received the power generation start command transmits information on the supply water amount that water should be supplied at the water supply amount A to the pump control device 9. The pump control device 9 controls the electric pump 2 based on the transmitted supply water amount information, and the electric pump 2 supplies water from the water storage tank 1 to the
ステップＳ１０３において、演算部８は、温度センサ６で検出される水素発生部３の温度が、上記所定の温度ＴＡ以上に上昇したか否かを判断する。水素発生部３の温度が、ＴＡ以下の場合（Ｎｏの場合）は、水供給量Ａで水を供給する動作を継続し、水素発生部３の温度がＴＡよりも高くなった場合（Ｙｅｓの場合）に、次のステップＳ１０４に移行する。
In step S103, the calculation unit 8 determines whether or not the temperature of the
ステップＳ１０４では、温度センサ６で検出された水素発生部３の温度が温度ＴＡ以上となったことに対応して、演算部８が、ポンプ制御装置９に対して水供給量Ｂでの水の供給を行うよう、供給水量の情報を伝達する。この供給水量情報に基づき、ポンプ制御装置９は、電動ポンプ２を制御して、水貯蔵タンク１から水素発生部３へ水供給量Ｂでの水の供給を行う。
In step S104, in response to the temperature of the
続いて、ステップＳ１０５において、演算部８は、温度センサ６で検出される水素発生部３の温度が、上記所定の温度ＴＢ以下に低下したか否かを判断する。水素発生部３の温度が、ＴＢ以上である場合（Ｎｏの場合）には、水供給量Ｂでの水の供給を継続する。一方、水素発生部３の温度がＴＢよりも低くなった場合（Ｙｅｓの場合）に、次のステップＳ１０６に移行する。
Subsequently, in step S105, the calculation unit 8 determines whether or not the temperature of the
ステップＳ１０６では、温度センサ６で検出された水素発生部３の温度が温度ＴＢ以下となったことに対応して、演算部８が、ポンプ制御装置９に対して水の供給を停止する情報を伝達する。
In step S106, in response to the temperature of the
ステップＳ１０６において、水供給を停止するとの供給水量情報に基づき、ポンプ制御装置９は、電動ポンプ２を停止して、水貯蔵タンク１から水素発生部３への水の供給が停止される。
In step S106, based on the supply water amount information indicating that the water supply is stopped, the pump control device 9 stops the electric pump 2, and the supply of water from the water storage tank 1 to the
水素発生部３への水の供給が停止したことにより、水素発生部３での水と水素発生物質との水素発生反応が停止し、水素が供給されなくなったことにより、燃料電池５での発電が終了する（ステップＳ１０７）。
When the supply of water to the
図３に、図２で説明した水供給量の制御を行った場合の、水の供給量と、水素発生部３の温度と、燃料電池５での発電量との関係を示す。図３におけるそれぞれのグラフの横軸は、発電開始命令が出された時点（ｔ＝０）からの時間の経過を表している。
FIG. 3 shows the relationship between the water supply amount, the temperature of the
図３に示すように、発電開始命令が出されると、水供給量Ａでの水の供給が開始される。水供給量Ａでの水の供給が行われると、水素発生部３内の水素発生物質と水との発熱反応が開始し、ある程度時間が経過すると水素発生部３の温度が徐々に上昇する。
As shown in FIG. 3, when a power generation start command is issued, the supply of water at the water supply amount A is started. When water is supplied at the water supply amount A, an exothermic reaction between the hydrogen generating substance in the
そして、水素発生部３の温度が、所定の温度ＴＡに達した時刻ｔ１において、演算部８からの指示によって、ポンプ制御装置９は、電動ポンプによる水の供給量を水供給量Ａよりも少ない、水供給量Ｂに変更する。この時刻ｔ１以降は、水素の発生が継続して行われ、燃料電池５での発電が開始される。
Then, at time t1 when the temperature of the
その後、水供給量Ｂでの水の供給が継続して行われと、水素発生部３の温度はやがて安定し、一定量での水素が継続して発生する。このため、燃料電池５での発電量も安定する。
Thereafter, when the water supply with the water supply amount B is continuously performed, the temperature of the
一定時間以上、水素の発生を行うことで、水素発生部３内に収容された水素発生物質が次々と水と反応し、次第に未反応の水素発生物質の量が減少していく。このため、一定の水供給量Ｂでの水の供給を続けていても、水素発生部３での温度が徐々に下がり始める。そして、時刻ｔ２で、水素発生部３の温度が、所定の温度ＴＢよりも低くなる。
By generating hydrogen for a certain period of time or more, the hydrogen generating material accommodated in the
水素発生部３の温度がＴＢよりも低くなると、これ以上の安定した水素生成は不可能となる。このため、演算部８が、ポンプ制御装置９に水の供給を停止する情報を伝達し、水の供給が停止する。時刻ｔ２で、水の供給が停止された以降、水素発生部３の温度はさらに低下し、また、水素発生部３からの水素発生量が低下するため、燃料電池５での発電量も低下し、やがて発電が終了する。
When the temperature of the
このように、本実施形態の燃料電池システムでは、発電開始時に適した水供給量（水供給量Ａ）によって発電を開始するとともに、水素発生量を水素発生部３の温度で検出して、水素発生量が所定量以上となったときに、安定して水素発生を継続することができる水供給量（水供給量Ｂ）に変更する。また、未反応の水素発生物質の量が減少し、水素発生量が低下したことを、水素発生部３の温度を検出することによって検出し、安定して水素を発生することができなくなったことを感知して、水の供給を停止して、水素の発生を停止する。このため、水素発生を速やかに行うことができるとともに、水素発生のための水の供給を適切に継続し、また、水素発生の終了時を的確に把握して水の過剰供給を防止することができる。
As described above, in the fuel cell system according to the present embodiment, power generation is started with a water supply amount (water supply amount A) suitable for the start of power generation, and the hydrogen generation amount is detected based on the temperature of the
なお、本実施形態では、水素発生部３での水素発生量の検出手段として、水素発生部３の温度を検出する温度検出手段を用いた。しかし、本発明はこれに限られず、燃料電池５での発電量が、水素発生部３から供給される水素量と関連して変動することを用いて、水素発生部３での水素発生量の検出を、燃料電池での出力電圧、もしくは出力電流を用いて検出することができる。この場合、電圧と電流の値は、電圧計や電流計などの周知の測定装置を使用することで容易に測定することができる。
In the present embodiment, a temperature detection unit that detects the temperature of the
このとき、燃料電池５の出力電圧を電圧検出手段で検出した場合には、検出された電圧が所定電圧よりも高くなったときに、一定以上の量の水素が発生していることになる。また、燃料電池５の出力電流を電流検出手段で検出した場合には、検出された電流が所定電流よりも高くなったときに、一定以上の量の水素が発生していることになる。
At this time, when the output voltage of the
また、例えば、水素発生部３の温度と、燃料電池５での出力電圧との双方を検出することにより、より正確に水素発生部３での水素発生量の検出を行うことができる。
Further, for example, by detecting both the temperature of the
なお、上記では、水素発生の開始時と水素発生の停止時との両方において、水素発生量に基づいた水素発生部への供給水量の制御を行うことを例示して説明したが、本発明の燃料電池においてこれは必須ではない。水素発生の開始時、もしくは、水素発生の停止時のいずれかにおいてのみ、供給水量の制御を行うことができ、それぞれの場合において、本発明の効果を奏することができる。 In the above description, the control of the amount of water supplied to the hydrogen generation unit based on the amount of hydrogen generation is described both at the start of hydrogen generation and at the stop of hydrogen generation. This is not essential in fuel cells. The amount of supplied water can be controlled only at the start of hydrogen generation or at the stop of hydrogen generation, and the effects of the present invention can be achieved in each case.
（第２の実施形態）
次に、本発明にかかる燃料電池システムの第２の実施形態として、燃料電池の出力電力を一旦二次電池に蓄え、その後、この二次電池に蓄えられた電力を放電させて接続された機器の電源とするような場合について説明する。
(Second Embodiment)
Next, as a second embodiment of the fuel cell system according to the present invention, the output power of the fuel cell is temporarily stored in a secondary battery, and then the power stored in the secondary battery is discharged and connected. A case where the power source is used will be described.
図４は、本発明の第２の実施形態にかかる燃料電池システムの概略構成を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system according to the second embodiment of the present invention.
図４に示す、第２の実施形態にかかる燃料電池システムでは、水素を発生して燃料電池で発電を行うまでの構成要素は、上記図１を用いて説明した、第１の実施形態にかかる燃料電池システムと同じである。したがって、これら第１の実施形態と共通する構成要素については、図１と同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。 In the fuel cell system according to the second embodiment shown in FIG. 4, the components from the generation of hydrogen to the generation of power by the fuel cell are the same as those of the first embodiment described with reference to FIG. It is the same as the fuel cell system. Therefore, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and detailed description thereof is omitted.
図４に示す第２の実施形態の燃料電池システムでは、燃料電池５で発電された電力を蓄える二次電池１２と、この二次電池１２に燃料電池５で発電した電力を充電する充電部１１と、二次電池１２に蓄えられている電力の残量を検出する電池残量検出手段である電池残量検出部１３とをさらに備えている。
In the fuel cell system of the second embodiment shown in FIG. 4, a
ここで、二次電池１２は、所定量の電力を充電し放電することができる二次電池であれば、特に制限なく各種の二次電池が使用できるが、例えばエネルギー密度が高いリチウムイオン二次電池を用いることが好適である。
Here, as long as the
電池残量検出部１３は、二次電池１２の残量を、残存量の指標となる電圧値などで検出し、演算部８に出力する。
The battery remaining
演算部８は、上記本発明の第１の実施の形態として説明した、水素発生部３で発生する水素量を検出して行う、水素発生部３への供給水量の制御に加えて、電池残量検出部１３で検出された、二次電池１２に蓄えられている電力の残量についての情報から、より最適な供給水量を演算する。そして、演算部８での演算結果に基づいて、演算部８とともに制御部１０を構成するポンプ制御装置９を介して、水供給手段である電動ポンプ２を制御して、水素発生部３に供給される水の供給量を制御する。
In addition to the control of the amount of water supplied to the
次に、図５を用いて、第２の実施形態にかかる燃料電池システムの、水素発生部３に供給される水の量の制御動作について説明する。
Next, the control operation of the amount of water supplied to the
図５は、第２の実施形態にかかる燃料電池システムの動作を示す、フローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the fuel cell system according to the second embodiment.
ここで、水供給量Ａが、発電の開始時に適した供給水量、水供給量Ｂが、発電開始後の発電継続に適した供給水量、温度ＴＡが、水と水素発生物質との水素生成の発熱反応が安定して生じていると判断できる水素発生部３の温度、温度ＴＢが、安定して一定量の水素の発生が維持できなくなった時の水素発生部３の温度である点については、図２に示した第１の実施形態のものと同じである。
Here, the water supply amount A is the supply water amount suitable at the start of power generation, the water supply amount B is the supply water amount suitable for continuation of power generation after the start of power generation, and the temperature TA is the hydrogen generation of water and the hydrogen generating material Regarding the temperature and temperature TB of the
第２の閾値である二次電池電圧ＶＡは、二次電池１２に必要十分な電力が残留している場合の、電池残量検出部１３での電圧値である。また、第２の閾値である二次電池電圧ＶＢは、二次電池１２からの放電量が充電量よりも大きい場合など、二次電池１２に残留している電力量が少なくなっていると判断できる電池残量検出部１３での電圧値を示す。なお、本実施形態では、第２の閾値ＶＡは、第１の閾値ＶＢよりも大きな値である。
The secondary battery voltage VA, which is the second threshold value, is a voltage value in the remaining battery
また、水供給量Ｃは、発電開始後の安定した水素生成が行われている状態よりも、より多くの水素を発生することができる場合の水素発生部３への供給水量である。なお、本実施形態では、この供給水量Ｃは供給水量Ａよりは少なく、供給水量Ｂ＜供給水量Ｃ＜供給水量Ａの関係が成り立つ。
The water supply amount C is the amount of water supplied to the
なお、これらの二次電池電圧ＶＡ、二次電池電圧ＶＢ、水供給量Ｃについても、適用される燃料電池システムでの二次電池１２の容量や出力することが要求される電力量などに応じて、適宜決定されるべき数値である。
The secondary battery voltage VA, the secondary battery voltage VB, and the water supply amount C also depend on the capacity of the
図５に示すように、最初のステップＳ２０１において、操作部７からの操作によって、発電開始命令が与えられる。 As shown in FIG. 5, in the first step S <b> 201, a power generation start command is given by an operation from the operation unit 7.
ステップＳ２０２において、発電開始命令を受け取った演算部８は、ポンプ制御装置９に対して水供給量Ａを供給すべきという、供給水量の情報を伝達する。ポンプ制御装置９は、伝達された供給水量情報により、電動ポンプ２を制御し、電動ポンプ２は水貯蔵タンク１から水素発生部３へ水供給量Ａで水を供給する。
In step S <b> 202, the calculation unit 8 that has received the power generation start command transmits information on the supply water amount that the water supply amount A should be supplied to the pump control device 9. The pump control device 9 controls the electric pump 2 based on the transmitted supply water amount information, and the electric pump 2 supplies water from the water storage tank 1 to the
ステップＳ２０３において、演算部８は、温度センサ６で検出される水素発生部３の温度が、上記所定の温度ＴＡ以上に上昇したか否かを判断する。水素発生部３の温度が、ＴＡ以下の場合（Ｎｏの場合）は、水供給量Ａで水を供給する動作を継続し、水素発生部３の温度がＴＡよりも高くなった場合（Ｙｅｓの場合）に、次のステップＳ２０４に移行する。
In step S203, the calculation unit 8 determines whether or not the temperature of the
ステップＳ２０４では、温度センサ６で検出された水素発生部３の温度が温度ＴＡ以上となったことに対応して、演算部８が、ポンプ制御装置９に対して水供給量Ｂでの水供給を行うよう、供給水量の情報を伝達する。この供給水量情報に基づき、ポンプ制御装置９は、電動ポンプ２を制御して、水貯蔵タンク１から水素発生部３へ水供給量Ｂでの水の供給を行う。
In step S204, in response to the temperature of the
以上、ステップＳ２０１からＳ２０４までの、水素発生部３で水素生成が開始されて燃料電池５での発電が開始されるまでの各ステップは、上記した第１の実施形態における図２のステップＳ１０１からＳ１０４までと同じである。
As described above, the steps from Step S201 to S204 from the start of hydrogen generation in the
ステップＳ２０５において、演算部８が、電池残量検出部１３で検出された二次電池１２の電圧値がＶＡ以上であるか否かを判断する。二次電池１２の電圧値がＶＡ以上である場合（Ｙｅｓの場合）、すなわち、二次電池１２に十分な電力が蓄えられている状態であることを検出した場合には、ステップＳ２０６に進んで、演算部８は、供給水量Ｂでの水素発生部３への水供給の継続をポンプ制御装置９に指示する。
In step S205, the calculation unit 8 determines whether or not the voltage value of the
一方、ステップＳ２０５において、電池残量検出部１３が検出した二次電池１２の電圧値がＶＡ以下である場合（Ｎｏの場合）、二次電池１２に蓄えられている電力が減少していることを検出した場合には、次のステップＳ２０７に進む。
On the other hand, in step S205, when the voltage value of the
ステップＳ２０７において、電池残量検出部１３が、二次電池１２の電圧値がＶＢ以下ではない、すなわち、二次電池１２にまだ一定量以上の電力が蓄えられている状態であることを検出した場合（Ｎｏの場合）には、ステップＳ２０９に進んで、未反応の水素発生物質が残っているかの判断を行う。
In step S207, the remaining battery
ステップＳ２０７において、電池残量検出部１３が、二次電池１２の電圧値がＶＢ以下である、すなわち、二次電池１２に蓄えられている電力量が減少していることを検出した場合（Ｙｅｓの場合）には、ステップＳ２０８に進む。
In step S207, when the remaining battery
ステップＳ２０８において、演算部８は、供給水量Ｂよりも多い供給水量である供給水量Ｃでの水供給を行うことを演算し、ポンプ制御装置９を介して水素発生部３への水の供給量を供給水量Ｃとする。その後、ステップＳ２０９に進んで、未反応の水素発生物質が残っているかの判断を行う。
In step S <b> 208, the calculation unit 8 calculates that water supply is performed at a supply water amount C that is a supply water amount larger than the supply water amount B, and the supply amount of water to the
ステップＳ２０９で、まだ未反応の水素発生物質が残っていると判断された場合には、再びステップＳ２０５で、電池残量検出部１３が、二次電池１２の電圧値がＶＡ以上に回復したか否かを検出し、二次電池１２の電圧値がＶＡ以上に回復した場合（Ｙｅｓの場合）には、次のステップＳ２０６で、供給水量を安定した水素生成が行われる供給水量Ｂに戻す。
If it is determined in step S209 that unreacted hydrogen generating material still remains, in step S205, the remaining battery
その後、ステップＳ２０９において、演算部８は、温度センサ６で検出される水素発生部３の温度が、温度ＴＢ以下になり、水素発生部３内に残存する未反応の水素発生物質が引き続き十分な量の水素を発生させることができる状態にないと判断される場合（Ｙｅｓの場合）には、次のステップＳ２１０に移行する。また、水素発生部３の温度が、温度ＴＢ以下になっていない場合（Ｎｏの場合）には、ステップＳ２０５に戻り、水素の発生を継続する。
Thereafter, in step S209, the calculation unit 8 causes the temperature of the
ステップＳ２１０では、温度センサ６で検出された水素発生部３の温度が温度ＴＢ以下となったことに対応して、演算部８が、ポンプ制御装置９に対して水の供給を停止する情報を伝達する。
In step S210, in response to the temperature of the
ステップＳ２１０において、水供給を停止するとの水供給量情報に基づき、ポンプ制御装置９は、電動ポンプ２を停止して、水貯蔵タンク１から水素発生部３への水の供給を停止する。そして、水素発生部３での水と水素発生物質との水素発生反応が停止し、水素が供給されなくなったことにより、燃料電池５での発電が停止する（ステップＳ２１１）。
In step S <b> 210, based on the water supply amount information indicating that the water supply is stopped, the pump control device 9 stops the electric pump 2 and stops the supply of water from the water storage tank 1 to the
第２の実施形態において、水素発生部３内の水素発生物質の残存量が十分に残っていない場合に、水素発生部３への水の供給を停止し、燃料電池での発電を停止するステップＳ２０９からステップＳ２１１までの各ステップは、上記第１の実施形態で説明した、ステップＳ１０５からステップＳ１０７までの各ステップと同じである。
In the second embodiment, the step of stopping the supply of water to the
なお、本実施形態におけるＶＡとＶＢとの関係は、ヒステリシス性を持たせるためＶＡ＞ＶＢとすることがより好ましいが、ＶＡ＝ＶＢとすることもできる。 Note that the relationship between VA and VB in this embodiment is more preferably VA> VB in order to provide hysteresis, but VA = VB can also be set.
図６に、図５で説明した水供給量の制御を行った場合の、水供給量と、二次電池１２の電圧と、水素発生部３の温度と、燃料電池５での発電量との関係を示す。図６におけるそれぞれのグラフの横軸は、図３と同様に、発電開始命令が出された時点（ｔ＝０）からの時間の経過を表している。
FIG. 6 shows the water supply amount, the voltage of the
図６に示すように、発電開始命令が出されると、水供給量Ａでの水の供給が開始される。水供給量Ａでの水の供給が行われると、水素発生部３内の水素発生物質と水との発熱反応が開始し、一定時間経過後に水素発生部３の温度が徐々に上昇する。
As shown in FIG. 6, when a power generation start command is issued, the supply of water at the water supply amount A is started. When water is supplied at the water supply amount A, an exothermic reaction between the hydrogen generating substance in the
そして、水素発生部３の温度が、所定の温度ＴＡに達した時刻ｔ１において、演算部８からの指示によって、ポンプ制御装置９は、電動ポンプによる水の供給量を水供給量Ａよりも少ない、水供給量Ｂに変更する。この時刻ｔ１から安定した水素の発生が開始されるため、燃料電池５での発電が開始される。水供給量Ｂでの水の供給が継続して行われると、水素発生部３の温度はやがて安定し、一定量での水素が継続して発生する。このため、燃料電池５での発電量も安定する。ここまでは、図３に示した第１の実施形態のものと同じである。
Then, at time t1 when the temperature of the
その後、二次電池１２に接続された負荷での電力消費が大きい場合などで、二次電池１２での電圧値が次第に低下していったことを想定する。時刻ｔ２において、二次電池１２の電圧値が、正常な電力供給を行うことができない程度にまで低下し、第１の閾値であるＶＢを下回ると、演算部８からの指示により、ポンプ制御装置９では、定常状態の水供給量Ｂよりも多い水供給量である、水供給量Ｃでの水の供給を行う。
Thereafter, it is assumed that the voltage value at the
その結果、水素発生部３からの水素生成量が増加し、燃料電池５での発電量が増えることで、二次電池１２の残留電力量を示す電圧値が徐々に増加する。そして、二次電池１２に残留する電力量が、時刻Ｔ３において、正常な電力供給を行うことができる電力量まで回復したことが、二次電池１２の電圧値が第２の閾値であるＶＡ以上まで回復したことで検出される。このため、時刻ｔ３以降は、演算部８からの指示により、ポンプ制御装置９が水素発生部３への供給水量Ｂでの水の供給を行う。
As a result, the amount of hydrogen generated from the
なお、水素発生物質の温度は、定常状態である水供給量Ｂでの水素発生を行っている時点で、平衡状態にまで達しているので、水供給量Ｃに増加させた場合でも、温度の変化は生じていない。 Note that the temperature of the hydrogen generating substance reaches an equilibrium state at the time when hydrogen generation is performed at the water supply amount B which is a steady state. No change has occurred.
その後、供給水量Ｂで一定時間以上の水素の生成を行うことで、水素発生部３内に収容された水素発生物質が次々と水と反応し、次第に未反応の水素発生物質の量が減少していく。このため、一定の水供給量Ｂでの水の供給を続けていても、水素発生部３での温度が徐々に下がり始める。そして、時刻ｔ４で、水素発生部３の温度が、所定の温度ＴＢよりも低くなる。
After that, by generating hydrogen for a certain time or more with the supply water amount B, the hydrogen generating material accommodated in the
水素発生部３の温度が、ＴＢよりも低くなると、これ以上の安定した水素生成は不可能となるので、演算部８が、ポンプ制御装置９に水の供給を停止する情報を伝達し、水の供給が停止する。時刻ｔ４で、水の供給が停止された以降、水素発生部３の温度はさらに低下し、また、水素発生部３からの水素発生量が低下するため、燃料電池５での発電量も低下し、やがて発電が終了する。
When the temperature of the
このように、本実施形態の燃料電池システムでは、第１の実施形態で説明したように、発電開始時と、安定して水素発生を継続する場合と、未反応の水素発生物質の量が減少して水素発生量が低下した場合それぞれについて、適切な水供給量での水の供給を行って水素の生成を行うことに加え、燃料電池５の発電した電力を二次電池１２に蓄え、これを放電して負荷に供給する燃料電池システムの場合に、二次電池１２に蓄えられた電力の残存量を一定レベルに保つことができる。
As described above, in the fuel cell system according to the present embodiment, as described in the first embodiment, the amount of unreacted hydrogen generating material is reduced at the start of power generation, when hydrogen generation is stably continued, and Then, in the case where the hydrogen generation amount decreases, in addition to generating hydrogen by supplying water at an appropriate water supply amount, the electric power generated by the
このため、燃料電池システムのから供給される電力量を一定として、燃料電池システムから電力を供給される機器の動作を、より安定した状態で行うことができる。また、燃料電池算利用検出部１３から得られる指標の閾値を変化させることで、燃料電池１２に十分な電力が残存している場合に、燃料電池５からの電力供給を低減するような制御を行うこともできる。このため、本実施形態の燃料電池システムでは、必要に応じた量の発電を行うことで、燃料電池に供給する燃料を、効率的に発生させて発電を行うという優れた効果が得られる。
For this reason, it is possible to perform the operation of the device supplied with power from the fuel cell system in a more stable state while keeping the amount of power supplied from the fuel cell system constant. In addition, by changing the threshold value of the index obtained from the fuel cell calculation
なお、上記第２の実施形態の説明では、二次電池の電圧に対応した供給水量の制御を、水素発生の開始時と水素発生の停止時との両方において水素発生量に基づいた水素発生部への供給水量の制御に加えて行う場合について説明した。しかし、本発明の燃料電池においてこれは必須ではなく、二次電池の電圧に対応した供給水量の制御のみを行う場合や、水素発生の開示、もしくは、停止時のいずれか一方における供給水量の制御との組み合わせにおいて、二次電池の電圧に対応した供給水量の制御を行うことができる。 In the description of the second embodiment, the supply water amount corresponding to the voltage of the secondary battery is controlled based on the hydrogen generation amount at both the start of hydrogen generation and the stop of hydrogen generation. The case where it is performed in addition to the control of the amount of water supplied to has been described. However, this is not essential in the fuel cell of the present invention, and only when controlling the amount of supplied water corresponding to the voltage of the secondary battery, disclosure of hydrogen generation, or control of the amount of supplied water during stoppage. In combination, the amount of supplied water corresponding to the voltage of the secondary battery can be controlled.
以上のように本発明の燃料電池システムは、水素発生部での水素発生量を把握することにより、効率よく発電することができる燃料電池システムとして、幅広い用途に利用可能である。 As described above, the fuel cell system of the present invention can be used in a wide range of applications as a fuel cell system capable of generating power efficiently by grasping the amount of hydrogen generated in the hydrogen generator.
１ 水貯蔵タンク
２ 電動ポンプ（水供給手段）
３ 水素発生部
５ 燃料電池（燃料電池）
６ 温度センサ（温度検出手段）
８ 演算部
９ ポンプ制御装置
１０ 制御部
１２ 二次電池
１３ 電池残量検出部（電池残量検出手段）
1 Water storage tank 2 Electric pump (water supply means)
3
6 Temperature sensor (temperature detection means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 Calculation part 9
Claims (5)
前記水素発生部に水を供給する水供給手段と、
前記水素発生部で発生した水素を燃料として発電を行う燃料電池とを備えた燃料電池システムであって、
前記水素発生部で発生した水素量を検出する水素量検出手段として、前記水素発生部の温度を検出する温度検出手段、および、前記燃料電池の出力電圧を検出する電圧検出手段、および、前記燃料池部の出力電流を検出する電流検出手段のうちの少なくとも１つを備え、
かつ、前記水素量検出手段での検出結果に基づいて、前記水素発生部に供給する水量を制御する制御手段を備えたことを特徴とする燃料電池システム。 A hydrogen generating part containing a hydrogen generating substance that generates hydrogen by an exothermic reaction with water;
Water supply means for supplying water to the hydrogen generator;
A fuel cell system comprising a fuel cell that generates electricity using hydrogen generated in the hydrogen generator as a fuel,
As the hydrogen amount detection means for detecting the amount of hydrogen generated in the hydrogen generation section, temperature detection means for detecting the temperature of the hydrogen generation section, voltage detection means for detecting the output voltage of the fuel cell, and the fuel Comprising at least one of current detection means for detecting the output current of the pond,
A fuel cell system comprising control means for controlling the amount of water supplied to the hydrogen generator based on the detection result of the hydrogen amount detection means.
前記二次電池に蓄えられている電力の残量を検出する電池残量検出手段とをさらに備え、
前記電池残量検出手段が検出した前記二次電池に蓄えられている電力の残量に応じて、前記制御手段が前記水素発生部への水の供給量を変化させる請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。 A secondary battery for storing electric power generated by the fuel cell;
A battery remaining amount detecting means for detecting the remaining amount of power stored in the secondary battery,
4. The device according to claim 1, wherein the control unit changes the amount of water supplied to the hydrogen generator in accordance with the remaining amount of electric power stored in the secondary battery detected by the battery remaining amount detection unit. The fuel cell system according to claim 1.
前記電池残量検出手段が検出した前記二次電池に蓄えられている電力の残量が、前記第１の閾値よりも大きな値である第２の閾値を上回った場合には、前記制御手段が前記水素発生部への水の供給量を減少させる請求項４に記載の燃料電池システム。 When the remaining amount of electric power stored in the secondary battery detected by the battery remaining amount detecting means falls below a first threshold value, the control means determines the amount of water supplied to the hydrogen generating unit. Increase,
When the remaining amount of electric power stored in the secondary battery detected by the battery remaining amount detecting means exceeds a second threshold value that is larger than the first threshold value, the control means The fuel cell system according to claim 4, wherein the amount of water supplied to the hydrogen generator is reduced.
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