JP2014059969A - 燃料電池システム及びその制御方法 - Google Patents
燃料電池システム及びその制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014059969A JP2014059969A JP2012202917A JP2012202917A JP2014059969A JP 2014059969 A JP2014059969 A JP 2014059969A JP 2012202917 A JP2012202917 A JP 2012202917A JP 2012202917 A JP2012202917 A JP 2012202917A JP 2014059969 A JP2014059969 A JP 2014059969A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel gas
- fuel cell
- fuel
- gas supply
- control method
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04537—Electric variables
- H01M8/04604—Power, energy, capacity or load
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
- H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04492—Humidity; Ambient humidity; Water content
- H01M8/045—Humidity; Ambient humidity; Water content of anode reactants at the inlet or inside the fuel cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04537—Electric variables
- H01M8/04604—Power, energy, capacity or load
- H01M8/04619—Power, energy, capacity or load of fuel cell stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04746—Pressure; Flow
- H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
-
- 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
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
【解決手段】燃料電池システム10を構成する燃料ガス供給装置16は、水素供給流路62に減圧弁64、遮断弁66及びインジェクタ68を設ける。燃料電池システム10を構成するコントローラ18は、燃料電池スタック12の負荷に基づいてインジェクタ68の駆動周期を設定する駆動周期設定部74と、前記燃料電池スタック12内の水分量が所定量以上となる水分過多状態にあるか否かを判定する水分状態判定部76と備える。
【選択図】図1
Description
14…酸化剤ガス供給装置 16、82…燃料ガス供給装置
18…コントローラ 20…燃料電池
22…固体高分子電解質膜 24…カソード電極
26…アノード電極 28…電解質膜・電極構造体
30、32…セパレータ 34…酸化剤ガス流路
36…燃料ガス流路 37a、37b…エンドプレート
38a…酸化剤ガス入口マニホールド 38b…酸化剤ガス出口マニホールド
40a…燃料ガス入口マニホールド 40b…燃料ガス出口マニホールド
50…エアポンプ 52…空気供給流路
54…加湿器 56…空気排出流路
60…水素タンク 62…水素供給流路
64…減圧弁 66…遮断弁
68、84、92…インジェクタ 70…オフガス流路
72…パージ弁 74…駆動周期設定部
76…水分状態判定部 86…エゼクタ
88…水素循環路 90…バイパス配管
Claims (8)
- カソード側に供給される酸化剤ガス及びアノード側に供給される燃料ガスの電気化学反応により発電する燃料電池と、
前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置と、
前記燃料電池に前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置と、
制御装置と、
を備える燃料電池システムであって、
前記燃料ガス供給装置は、前記燃料電池の前記アノード側に前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給配管と、
前記燃料電池の前記アノード側から前記燃料ガスを排出する燃料ガス排出配管と、
前記燃料ガス供給配管に配設され、設定された駆動周期毎に前記燃料ガスを噴射する燃料ガス供給部と、
を有する一方、
前記制御装置は、前記燃料電池の負荷に基づいて前記燃料ガス供給部の駆動周期を設定する駆動周期設定部と、
前記燃料電池内の水分量が所定量以上となる水分過多状態にあるか否かを判定する水分状態判定部と、
備えるとともに、
前記駆動周期設定部は、前記水分量が前記水分過多状態であると判定された際に、前記燃料ガスが噴射される駆動周期を、通常運転時の駆動周期よりも長く設定することを特徴とする燃料電池システム。 - カソード側に供給される酸化剤ガス及びアノード側に供給される燃料ガスの電気化学反応により発電する燃料電池と、
前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置と、
前記燃料電池に前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置と、
制御装置と、
を備える燃料電池システムの制御方法であって、
前記燃料ガス供給装置から前記燃料電池の前記アノード側に、前記燃料電池の負荷に基づいて設定された駆動周期毎に前記燃料ガスを噴射供給する工程と、
前記燃料電池内の水分量が所定量以上となる水分過多状態にあるか否かを判定する工程と、
前記水分量が前記水分過多状態にあると判定された際に、前記燃料ガスが噴射される駆動周期を、通常運転時の駆動周期よりも長く設定する工程と、
を有することを特徴とする燃料電池システムの制御方法。 - 請求項2記載の制御方法において、前記燃料ガス供給装置は、前記燃料電池の前記アノード側から排出される前記燃料ガスをパージするパージ弁を備え、
前記パージ弁は、前記燃料ガスが前記駆動周期毎に噴射されている間だけ開弁されることを特徴とする燃料電池システムの制御方法。 - 請求項2又は3記載の制御方法において、前記燃料ガス供給装置は、前記燃料電池の前記アノード側に前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給配管と、
前記燃料電池の前記アノード側から前記燃料ガスを排出する燃料ガス排出配管と、
前記燃料ガス供給配管に配設され、設定された駆動周期毎に前記燃料ガスを噴射する第1燃料ガス供給部と、
前記第1燃料ガス供給部の下流に配置されるエゼクタと、
前記燃料ガス排出配管と前記エゼクタとを連通するリターン配管と、
前記燃料ガス供給配管に、前記第1燃料ガス供給部及び前記エゼクタをバイパスして接続されるバイパス配管と、
前記バイパス配管に配置される第2燃料ガス供給部と、
を備えるとともに、
前記制御方法は、前記水分量が前記水分過多状態であると判定された際に、前記第2燃料ガス供給部を駆動して前記燃料ガスを噴射させる工程を有することを特徴とする燃料電池システムの制御方法。 - 請求項4記載の制御方法において、前記第2燃料ガス供給部が駆動される際に、前記第1燃料ガス供給部の駆動周期及び駆動周期毎の前記燃料ガスの噴射量は、通常運転時の設定条件以下に制御されることを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
- 請求項4又は5記載の制御方法において、前記第2燃料ガス供給部の噴射流量は、前記第1燃料ガス供給部の噴射流量よりも大流量であることを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
- 請求項2〜6のいずれか1項に記載の制御方法において、予め設定された高負荷閾値である電流値以上の高負荷運転が所定時間以上継続された後、予め設定された低負荷閾値である電流値以下の低負荷運転に移行した際、前記水分量が前記水分過多状態にあると判定されることを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
- 請求項2〜7のいずれか1項に記載の制御方法において、前記燃料電池システムの起動処理が開始されてからの経過時間が、所定時間以内である際、前記水分量が前記水分過多状態にあると判定されることを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012202917A JP5596758B2 (ja) | 2012-09-14 | 2012-09-14 | 燃料電池システム及びその制御方法 |
DE102013218144.2A DE102013218144B4 (de) | 2012-09-14 | 2013-09-11 | Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Steuern des Brennstoffzellensystems |
US14/024,870 US10158132B2 (en) | 2012-09-14 | 2013-09-12 | Fuel cell system and method of controlling the fuel cell system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012202917A JP5596758B2 (ja) | 2012-09-14 | 2012-09-14 | 燃料電池システム及びその制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014059969A true JP2014059969A (ja) | 2014-04-03 |
JP5596758B2 JP5596758B2 (ja) | 2014-09-24 |
Family
ID=50181932
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012202917A Active JP5596758B2 (ja) | 2012-09-14 | 2012-09-14 | 燃料電池システム及びその制御方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10158132B2 (ja) |
JP (1) | JP5596758B2 (ja) |
DE (1) | DE102013218144B4 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015170413A1 (ja) * | 2014-05-09 | 2015-11-12 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法 |
JP2019145358A (ja) * | 2018-02-21 | 2019-08-29 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム及びその制御方法 |
DE102019135909A1 (de) | 2019-01-29 | 2020-07-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Brennstoffzellensystem und Steuerverfahren für ein Brennstoffzellensystem |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6326439B2 (ja) * | 2016-02-26 | 2018-05-16 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池システムの制御方法 |
JP6400044B2 (ja) * | 2016-05-30 | 2018-10-03 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池システム及びその運転停止方法 |
KR102429496B1 (ko) * | 2017-10-24 | 2022-08-05 | 현대자동차주식회사 | 워터 인젝션시스템 및 그의 제어방법 |
JP7180509B2 (ja) * | 2019-04-03 | 2022-11-30 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池車両 |
JP7238849B2 (ja) * | 2020-04-24 | 2023-03-14 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
CN114718917B (zh) * | 2022-06-09 | 2022-09-27 | 武汉海亿新能源科技有限公司 | 一种多级引射器及其级间无级切换的控制方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007069554A1 (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池システム及び移動体 |
JP2007184199A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
WO2008050699A1 (fr) * | 2006-10-19 | 2008-05-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Système de pile à combustible et son procédé de débit turbiné |
JP2011138790A (ja) * | 2011-03-18 | 2011-07-14 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム及び移動体 |
JP2012119300A (ja) * | 2010-12-03 | 2012-06-21 | Hyundai Motor Co Ltd | 車両用燃料電池システムの燃料制御装置及び方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4379987B2 (ja) * | 1999-11-30 | 2009-12-09 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池の制御装置 |
JP3928154B2 (ja) * | 2001-05-29 | 2007-06-13 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池電源装置 |
JP3671898B2 (ja) * | 2001-11-16 | 2005-07-13 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム |
US9596317B2 (en) | 2007-07-07 | 2017-03-14 | Qualcomm Incorporated | Method and system for delivery of targeted information based on a user profile in a mobile communication device |
JP5273433B2 (ja) | 2007-12-13 | 2013-08-28 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システムおよびインジェクタの作動方法 |
CN102473942B (zh) * | 2009-08-14 | 2015-01-21 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池的含水量控制方法以及燃料电池*** |
-
2012
- 2012-09-14 JP JP2012202917A patent/JP5596758B2/ja active Active
-
2013
- 2013-09-11 DE DE102013218144.2A patent/DE102013218144B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2013-09-12 US US14/024,870 patent/US10158132B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007069554A1 (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池システム及び移動体 |
JP2007184199A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
WO2008050699A1 (fr) * | 2006-10-19 | 2008-05-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Système de pile à combustible et son procédé de débit turbiné |
JP2012119300A (ja) * | 2010-12-03 | 2012-06-21 | Hyundai Motor Co Ltd | 車両用燃料電池システムの燃料制御装置及び方法 |
JP2011138790A (ja) * | 2011-03-18 | 2011-07-14 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム及び移動体 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015170413A1 (ja) * | 2014-05-09 | 2015-11-12 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法 |
JPWO2015170413A1 (ja) * | 2014-05-09 | 2017-04-20 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法 |
JP2019145358A (ja) * | 2018-02-21 | 2019-08-29 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム及びその制御方法 |
JP6996336B2 (ja) | 2018-02-21 | 2022-02-04 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム及びその制御方法 |
DE102019135909A1 (de) | 2019-01-29 | 2020-07-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Brennstoffzellensystem und Steuerverfahren für ein Brennstoffzellensystem |
JP2020123458A (ja) * | 2019-01-29 | 2020-08-13 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JP7111008B2 (ja) | 2019-01-29 | 2022-08-02 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5596758B2 (ja) | 2014-09-24 |
DE102013218144A1 (de) | 2014-03-20 |
US10158132B2 (en) | 2018-12-18 |
US20140080018A1 (en) | 2014-03-20 |
DE102013218144B4 (de) | 2017-11-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5596758B2 (ja) | 燃料電池システム及びその制御方法 | |
US10522855B2 (en) | Method for creating an oxygen depleted gas in a fuel cell system | |
JP5488605B2 (ja) | 燃料電池システムの制御装置及び制御方法 | |
JP5481991B2 (ja) | 燃料電池システム及び燃料電池システムの運転方法 | |
JP6325013B2 (ja) | 燃料電池システムの低温起動方法 | |
US9537160B2 (en) | Operational method for a simplified fuel cell system | |
JP2009016170A (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御装置 | |
JP6133365B2 (ja) | 燃料電池システムの運転方法 | |
JP5492460B2 (ja) | 可逆セルの運転方法 | |
JP5239201B2 (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池システムにおける不純物排出方法 | |
JP2008269911A (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池システムにおけるガス圧力調節方法 | |
JP6307536B2 (ja) | 燃料電池システムの低温起動方法 | |
JP2017157282A (ja) | 燃料電池システムの制御方法 | |
JP2017157273A (ja) | 燃料電池システムの発電停止方法 | |
JP2008300057A (ja) | 燃料電池システム | |
US9373858B2 (en) | Method for starting fuel cell system and starting apparatus for fuel cell system | |
JP4542911B2 (ja) | 燃料電池システムの掃気処理装置及び掃気処理方法 | |
JP2014063664A (ja) | 燃料電池システムの起動方法 | |
JP6389835B2 (ja) | 燃料電池システムの出力加速時における圧力制御方法 | |
JP2012209154A (ja) | 燃料電池システムを制御する制御装置 | |
JP6315714B2 (ja) | 燃料電池システムの運転制御方法 | |
JP2012059557A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2006040610A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2017152174A (ja) | 燃料電池システムの停止制御方法 | |
JP2017147140A (ja) | 燃料電池システムの運転方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140422 |
|
RD13 | Notification of appointment of power of sub attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7433 Effective date: 20140616 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140620 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20140616 |
|
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: 20140722 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140807 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5596758 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |