JP4788126B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
また、燃料電池に燃料ガスと酸化剤ガスを供給開始した場合に、燃料電池における発電電流が平均発電電流よりも大きくなる部位の電流を測定し、局所電流測定手段で測定した局所電流が所定の上限電流値を上回った場合、あるいは局所温度測定手段で測定した局所温度が所定の上限温度を上回った場合に、燃料電池の発電状態が異常であると診断することで、暖機時に燃料電池の発電状態を正確に診断することができる。
また、局所電流測定手段で測定した局所電流が所定の上限電流値を上回った場合、あるいは局所温度測定手段で測定した局所温度が所定の上限温度を上回った場合に、燃料電池に循環する冷却水流量を増加させる冷却水流量制御手段を備えることで、燃料電池の温度を低下させ、燃料電池が熱暴走することを防止できる。
以下、本発明の実施形態を図1〜図8に基づいて説明する。本実施形態は、燃料電池システムを、燃料電池を電源として走行する電気自動車(燃料電池車両)に適用したものである。
(水素極側) H2→2H++2e-
(酸素極側) 2H++1/2O2+2e-→H2O
図2に示すように、積層されたセル100の両端には端子板101が配置されている。図2中の斜線で示すように、ある2つのセル100間に電流測定装置20が配置されている。電流測定装置20については後述する。
次に、本発明の第2実施形態について図9〜図11に基づいて説明する。本第2実施形態では、上記第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
次に、本発明の第3実施形態について図12〜図15に基づいて説明する。本第3実施形態では、上記第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
次に、本発明の第4実施形態について図16、図17に基づいて説明する。本第4実施形態では、上記第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
なお、上記実施形態の電流測定装置20では、局所電流センサ201、202と別個に温度測定手段としての温度センサ203を設けたが、温度測定手段を以下の図18に示すように構成することもできる。図18は、電流測定装置20の要部拡大図である。図18に示す構成では、磁気センサ202の内部に温度センサを内蔵している。図18に示すように、磁気センサ202の内部に温度センサを内蔵させることで、電流測定装置20に温度センサを独立して設置するためにスペースが不要となる。
Claims (6)
- 酸化剤ガスと燃料ガスとの電気化学反応により電気エネルギを発生させる燃料電池(10)と、
前記燃料電池(10)内における少なくとも1箇所の局所電流を測定する局所電流測定手段(201、202)と、
前記燃料電池(10)における前記局所電流測定手段で局所電流が測定される部位の近傍の局所温度を測定する局所温度測定手段(203)と、
前記局所電流測定手段で測定された局所電流と、前記局所温度測定手段で測定された局所温度とに基づいて、前記燃料電池の起動時における発電状態を診断する診断手段(50)とを備え、
前記局所電流測定手段(201、202)は、前記燃料電池(10)に燃料ガスと酸化剤ガスを供給開始した場合に、燃料電池における発電電流が平均発電電流よりも大きくなる部位の電流を測定するものであり、
前記診断手段(50)は、前記燃料電池の発電状態が適正である場合の前記局所温度測定手段で測定される局所温度と前記局所電流測定手段で測定される局所電流との関係を予め設定しておくとともに、
前記局所電流測定手段で測定した局所電流が所定の上限電流値を上回った場合、あるいは前記局所温度測定手段で測定した局所温度が所定の上限温度を上回った場合に、前記燃料電池の発電状態が異常であると診断し、
前記局所電流測定手段で測定した局所電流が所定の上限電流値を上回った場合、あるいは前記局所温度測定手段で測定した局所温度が所定の上限温度を上回った場合に、前記燃料電池に循環する冷却水流量を増加させる冷却水流量制御手段を備えることを特徴とする燃料電池システム。 - 前記局所温度測定手段で測定した局所温度に基づき、前記局所電流測定手段で測定した局所電流の温度特性を補償する温度補償手段(50)とを備え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。
- 前記局所電流測定手段は、前記燃料電池における測定部位の電流によって発生する磁界を測定する磁気センサ(202)と、前記燃料電池における測定部位の電流によって発生する磁界をキャンセルする磁界キャンセル手段(205、206)と含んでいることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池システム。
- 前記局所電流測定手段は、前記磁気センサに前記温度測定手段が内蔵されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の燃料電池システム。
- 前記局所電流測定手段(201、202)は、前記燃料電池において燃料ガス不足が発生しやすい部位を測定するものであり、
前記診断手段(50)は、前記燃料電池に対する燃料ガスの供給量が適正である場合の前記局所温度測定手段で測定される局所温度と前記局所電流測定手段で測定される局所電流との関係を予め設定しておくとともに、前記局所電流測定手段で測定した局所電流が、前記局所温度測定手段(203)で測定した局所温度に対応する局所電流値の下限値を下回った場合に、前記燃料電池で燃料ガス不足が発生していると診断することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の燃料電池システム。 - 前記局所電流測定手段で測定した局所電流が所定の上限電流値を上回った場合、あるいは前記局所温度測定手段で測定した局所温度が所定の上限温度を上回った場合に、前記燃料電池の発電電流を低下させる前記発電電流制御手段を備えることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の燃料電池システム。
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