JP4935088B2 - 燃料電池システム - Google Patents
燃料電池システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP4935088B2 JP4935088B2 JP2006019613A JP2006019613A JP4935088B2 JP 4935088 B2 JP4935088 B2 JP 4935088B2 JP 2006019613 A JP2006019613 A JP 2006019613A JP 2006019613 A JP2006019613 A JP 2006019613A JP 4935088 B2 JP4935088 B2 JP 4935088B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- gas
- residual water
- cell system
- scavenging
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 213
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 206
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 138
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 21
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 21
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 17
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 claims description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 118
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 89
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 35
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 35
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 description 25
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 25
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 18
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 18
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- Fuel Cell (AREA)
Description
ガス供給通路、前記ガス排出通路、および前記ガス循環通路を含む前記電極に通じる経路内の外部残水量を算出する外部残水量算出手段と、前記内部残水量および前記外部残水量に基づいた作動時間の終了まで前記ガス駆動手段を駆動させる制御手段とを備える燃料電池システムである。
〈第1実施形態〉
本発明の第1実施形態に係る燃料電池システムを図1及び図2の図面に基いて説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る燃料電池システムの構成例を示す図である。図1において、燃料電池システムは、燃料電池スタック1、アノードガス通路2、アノードオフガス通路3、アノードオフガス循環通路4、カソードガス通路5、カソードオフガス通路6、水素タンク7、水素ポンプ8、ポンプ9、調圧弁10、11、フィルタ12、加湿
器13、気液分離器14、ドレンタンク15、排水弁16、制御部17、残水量算出部18、パージ弁19及びインピーダンス検出部20を有する。
アノード側の循環経路が構成されている。
水量の推定値である。具体的には、残水量算出部18は、状態量を用いて燃料電池システム内の残水量を推定し、その燃料電池システム内の残水量からQini‐iを引いた値をQini‐oとして算出する。本実施形態では、発電停止の処理が行われた直前の状態量を用いて燃料電池システム内の残水量を算出している。
歴又は運転状態とも呼ばれる。また、状態量のうち、外気温度、湿度等は使用環境又は運転環境とも呼ばれる。
ない場合、制御部17は、必要掃気時間T‐oを必要掃気時間Tとして決定する(S06)。
〈第2実施形態〉
本発明の第2実施形態に係る燃料電池システムを図6及び図7の図面に基いて説明する。本実施形態においては、燃料電池システム内の掃気・循環処理の実行中のインピーダンスを判定する処理について説明する。他の構成及び作用は第1実施形態と同様である。そこで、同一の構成については、第1実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。
行った後、制御部17は、Impが所定の閾値A以上であるかを判定する(S07A)。Impとは、燃料電池システム内の掃気・循環処理の実行中のインピーダンスの値である。また、所定の閾値Aは、燃料電池スタック1内の残水が凍結を回避できる残水量である場合に要求されるインピーダンスの値である。
〈変形例〉
第1実施形態及び第2実施形態では、燃料電池システムは、水素ポンプ8及び気液分離器14を有している。例えば、カソード側のポンプ9を水素ポンプ8のように、燃料電池システム内の残水の掃気を行うために使用してもよい。また、アノードオフガス通路3の気液分離器14をカソードオフガス通路6に設けるようにしてもよい。さらに、その場合の気液分離器14にドレンタンク15及び排水弁16を設けるようにしてもよい。
カソードオフガス循環通路を通り、燃料電池システム外から供給されるカソードガスとともに再び燃料電池スタック1のカソードへ供給されるようにしてもよい。このカソードオフガス循環経路により、カソード側の循環経路が構成される。ポンプ9及び気液分離器14の駆動を制御することにより、燃料電池システム内の残水を循環経路外に排出することが可能となる。
2 アノードガス通路
3 アノードオフガス通路
4 アノードオフガス循環通路
5 カソードガス通路
6 カソードオフガス通路
7 水素タンク
8 水素ポンプ
9 ポンプ
10、11 調圧弁
12 フィルタ
13 加湿器
14 気液分離器
15 ドレンタンク
16 排水弁
17 制御部
18 残水量算出部
19 パージ弁
20 インピーダンス検出部
Claims (4)
- 電解質膜の表裏面にそれぞれ電極を形成した燃料電池本体と、
前記燃料電池本体の前記電極にガスを供給するガス供給通路と、
前記燃料電池本体の前記電極からガスを排出するガス排出通路と、
前記ガス排出通路を前記ガス供給通路に接続させるガス循環通路と、
前記ガス循環経路を通じて前記ガス排出通路のガスを前記ガス供給通路に循環させるガス駆動手段と、
前記循環させるガスから水分を分離する気液分離器と、
前記電解質膜内の内部残水量を算出する内部残水量算出手段と、
前記ガス供給通路、前記ガス排出通路、および前記ガス循環通路を含む前記電極に通じる経路内の外部残水量を算出する外部残水量算出手段と、
前記内部残水量および前記外部残水量に基づいた作動時間の終了まで前記ガス駆動手段を駆動させる制御手段とを備える燃料電池システム。 - 前記内部残水量を所定値まで減少させるために前記ガス駆動手段を作動させる第1の作動時間を算出する手段と、
前記外部残水量を所定値まで減少させるために前記ガス駆動手段を作動させる第2の作動時間を算出する手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記ガス駆動手段を前記第1の作動時間又は前記第2の作動時間のうち長い作動時間の終了まで作動させる請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記内部残水量算出手段は、前記燃料電池本体の電極間の電気抵抗を基に前記電解質膜内の内部残水量を算出し、前記外部残水量算出手段は、前記燃料電池本体の運転状態および前記燃料電池本体が運転される環境の状態を基に前記経路内の外部残水量を算出する請求項1または2に記載の燃料電池システム。
- 前記ガス駆動手段作動中の前記燃料電池本体の電極間の電気抵抗を測定する測定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記ガス駆動手段作動中の前記燃料電池本体の電極間の電気抵抗が所定の閾値以下になるまで前記ガス駆動手段を作動させる請求項1〜3のいずれかに記載の燃料電池システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006019613A JP4935088B2 (ja) | 2006-01-27 | 2006-01-27 | 燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006019613A JP4935088B2 (ja) | 2006-01-27 | 2006-01-27 | 燃料電池システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007200779A JP2007200779A (ja) | 2007-08-09 |
JP4935088B2 true JP4935088B2 (ja) | 2012-05-23 |
Family
ID=38455171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006019613A Expired - Fee Related JP4935088B2 (ja) | 2006-01-27 | 2006-01-27 | 燃料電池システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4935088B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5030013B2 (ja) * | 2007-03-20 | 2012-09-19 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JP5309603B2 (ja) * | 2007-06-20 | 2013-10-09 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム及びその運転方法 |
JP5309602B2 (ja) * | 2007-06-20 | 2013-10-09 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム及びその運転方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3835357B2 (ja) * | 2002-06-12 | 2006-10-18 | 株式会社デンソー | 燃料電池システム |
JP2004111196A (ja) * | 2002-09-18 | 2004-04-08 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システムの運転方法 |
JP2005141943A (ja) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
JP2005209635A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-08-04 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池の発電運転制御方法及びその装置 |
-
2006
- 2006-01-27 JP JP2006019613A patent/JP4935088B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007200779A (ja) | 2007-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5070707B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP6112882B2 (ja) | 燃料電池システムの起動方法 | |
JP4753164B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2007052936A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2007103172A (ja) | 燃料電池システムおよびそのガス排出方法 | |
US7662494B2 (en) | Fuel cell system | |
JP5521909B2 (ja) | 燃料電池システムおよび該燃料電池システムを搭載する移動体 | |
JP5136415B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5113634B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5186794B2 (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 | |
JP4935088B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2007207724A (ja) | 燃料電池システム | |
JP4806913B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5061464B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2009146709A (ja) | 燃料電池システム | |
JP5066358B2 (ja) | 燃料電池システム及びその掃気方法 | |
JP2005209634A (ja) | 燃料電池の運転停止時制御方法及びその装置 | |
JP2007005064A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2009076261A (ja) | 燃料電池システム及びその起動方法 | |
JP2005209610A (ja) | 燃料電池の制御方法及びその装置 | |
JP2008218242A (ja) | 燃料電池システム | |
JP5601178B2 (ja) | 燃料電池システムおよびその制御方法 | |
JP2011204559A (ja) | 燃料電池システム | |
JP5557579B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2012129081A (ja) | 燃料電池システムの運転方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090116 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111226 |
|
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: 20120124 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120206 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150302 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4935088 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150302 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |