JP4786160B2 - 燃料電池の起動方法及び燃料電池システム - Google Patents
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Description
ここで、氷点下環境で燃料電池セル100を起動するときに、前回の発電時に上記式(1)で生成された水が燃料電池セル100内に残存していると、該残存した水が酸素電極103で凍結して、高分子電解質膜101における水素イオンH+の伝導率が低下し、燃料電池セル100の発電能力が低下するという不都合がある。
但し、Qa:燃料電池1と循環通路7中の冷媒の総熱容量、Tm:目標温度、Tl:暖機開始時の燃料電池1の内部温度(燃料電池入口温度センサ20又は燃料出口温度センサ21の検出温度)。
但し、ΔT:燃料電池入口温度センサ20の検出温度と燃料電池出口温度センサ21の検出温度との差(Tfin−Tfout)、Qb:冷媒の単位面積あたりの熱容量、V:冷媒の流量、Tn:ヒータの温度、Qc:ヒータ9の熱容量。
但し、Ih:ヒータ9に流れる電流、R:ヒータ9の抵抗値。
Claims (4)
- 固体高分子型の燃料電池セルを複数個接続して構成された燃料電池を氷点下環境で起動するときに、前記燃料電池の内部又は周囲に配設された循環通路内を循環する熱交換媒体を加熱手段が加熱することにより該燃料電池を目標温度まで加熱した後に該燃料電池を起動する燃料電池の起動方法であって、
前記燃料電池を前記目標温度まで上昇させるために、前記加熱手段から出力する必要がある総熱量である目標総熱量を算出する第1の工程と、
前記加熱手段の作動開始時から前記加熱手段から出力される熱量を積算し、前記燃料電池が前記目標温度よりも低い所定温度となった時点から前記加熱手段の加熱量を漸減させ、前記加熱手段から出力される熱量の積算値が前記目標総熱量に達した時に前記加熱手段の作動を停止し、停止した時から、前記循環通路中の熱分布を均一化するために必要な時間が経過した後に、前記燃料電池を起動する第2の工程とからなることを特徴とする燃料電池の運転方法。 - 前記加熱手段は、熱交換媒体を加熱するヒータであり、該ヒータを作動させた状態でポンプにより前記循環通路内に熱交換媒体を循環させることによって前記燃料電池が加熱され、
前記第2の工程において、前記目標総熱量は、前記燃料電池と前記循環通路中の熱交換媒体の熱容量を含む総熱容量に、前記ヒータの作動開始時における前記燃料電池の温度と前記所定温度との温度差を乗じて算出されることを特徴とする請求項1記載の燃料電池の起動方法。 - 前記第1の工程において、前記燃料電池の外部の測定温度に応じて前記燃料電池の外部への放熱量を算出し、該放熱量を含めて前記目標総熱量を算出することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の燃料電池の起動方法。
- 固体高分子型の燃料電池セルを複数個接続して構成された燃料電池と、該燃料電池の内部温度を把握する燃料電池温度把握手段と、前記燃料電池の内部又は周囲に配設された循環通路内を循環する熱交換媒体を加熱することにより該燃料電池を加熱する加熱手段と、氷点下環境で該燃料電池を起動するときに、該加熱手段により該燃料電池を目標温度まで加熱した後に該燃料電池を起動する発電制御手段とを備えた燃料電池発電システムにおいて、
前記加熱手段から出力される熱量を積算する熱量積算手段と、
前記燃料電池を前記目標温度まで上昇させるために、前記加熱手段から出力する必要がある総熱量である目標総熱量を算出する目標総熱量算出手段とを備え、
前記発電制御手段は、前記燃料電池の温度が氷点下であるときに、前記燃料電池が前記目標温度よりも低い所定温度となった時点から前記加熱手段の加熱量を漸減させ、前記加熱手段の作動開始時からの前記熱量積算手段による熱量積算値が前記目標総熱量に達した時に前記加熱手段の作動を停止し、停止した時から、前記循環通路中の熱分布を均一化するために必要な時間が経過した後に、前記燃料電池を起動することを特徴とする燃料電池システム。
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