JP5007287B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
さらに、加湿器の供給ガス側の流路を掃気する際には第2加湿器バイパス流路に掃気オフガスを流通させるため、供給ガス側の流路を掃気した掃気ガスに含まれる水分が、排出ガス側の流路から供給ガス側の流路に水分交換されることによって再び供給ガス側の流路が湿潤状態になることを防止できる。また、加湿器の排出ガス側の流路を掃気する際には第1加湿器バイパス流路に掃気ガスを流通させるため、排出ガス側の流路を掃気した掃気オフガスに含まれる水分が、供給ガス側の流路と排出ガス側の流路との間で水分交換するのを防止できる。よって、加湿器を効率よく掃気することが可能になる。
図1は燃料電池システムを示す全体構成図、図2は加湿器の水分量を求めるフローチャート、図3は積算発電電流量と加湿器内部水分量との関係を示すマップ、図4は掃気制御を示すフローチャート、図5は図4の掃気実施判断部を示すサブフローチャート、図6は加湿器内部水分量と加湿器掃気時流量との関係を示すマップ、図7は掃気時における各種デバイスの開閉動作を示すタイムチャートである。なお、後記する実施形態では、燃料電池自動車に搭載した場合を例に挙げて説明するが、自動車に限定されるものではなく二輪車など他の車両、船舶や航空機、あるいは家庭用や業務用などの定置式のものなどあらゆるものに適用できる。
図8は本実施形態の燃料電池システムを示す全体構成図、図9は掃気時における各種デバイスの開閉動作を示すタイムチャートである。なお、本実施形態の燃料電池システム1Bは、燃料電池システム1Aの加湿器バイパス手段42に替えて加湿器バイパス手段43とし、燃料電池バイパス手段44を追加した構成である。
10 燃料電池
10a アノード流路(アノードガス流路)
10c カソード流路(カソードガス流路)
21 エアポンプ(掃気ガス供給手段)
22 加湿器
22a 流路(供給ガス側の流路)
22b 流路(排出ガス側の流路)
24a〜24d 配管(カソードガス流路)
37a〜37g 配管(アノードガス流路)
42a 加湿器バイパス配管(加湿器バイパス流路)
42b 加湿器バイパス弁
43a 第1加湿器バイパス配管(第1加湿器バイパス流路)
43b 第1加湿器バイパス弁
43c 第2加湿器バイパス配管(第2加湿器バイパス流路)
43d 第2加湿器バイパス弁
44a 燃料電池バイパス配管(燃料電池バイパス流路)
44b 燃料電池バイパス弁
51 制御部(加湿器内部水分量取得手段、掃気ガス流量決定手段)
52 電流計
Claims (4)
- アノードガス流路にアノードガス、カソードガス流路にカソードガスを供給して発電を行う燃料電池と、
前記カソードガス流路に設けられ、前記カソードガスのうちの前記燃料電池から排出される排出ガスと前記カソードガスのうちの前記燃料電池に供給される供給ガスとの間で水分交換させることにより、前記燃料電池に供給される前記供給ガスを加湿する加湿器と、
前記燃料電池の内部および前記加湿器に掃気ガスを供給する掃気ガス供給手段と、を有する燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池の運転時の積算発電量と前記加湿器の内部の水分量である加湿器内部水分量との関係を予め定めたマップに基づき積算発電量を用いて加湿器内部水分量を取得する加湿器内部水分量取得手段と、
前記加湿器内部水分量取得手段により得られた加湿器内部水分量に基づいて、前記加湿器に供給する前記掃気ガスの流量を決定する掃気ガス流量決定手段と、
前記加湿器の前記供給ガス側の流路をバイパスして前記掃気ガスを流通させる第1加湿器バイパス流路と、
前記加湿器の前記排出ガス側の流路をバイパスして前記掃気ガスを流通させる第2加湿器バイパス流路と、を有し、
前記カソードガス流路を掃気するカソード掃気中、前記加湿器の前記供給ガス側の流路を掃気する際に前記掃気ガスを前記排出ガス側の流路をバイパスさせつつ前記第2加湿器バイパス流路に流通させた後、前記加湿器の前記排出ガス側の流路を掃気する際に前記掃気ガスを前記供給ガス側の流路をバイパスさせつつ前記第1加湿器バイパス流路に流通させることを特徴とする燃料電池システム。 - 前記加湿器は、前記燃料電池から排出される排出ガスによって前記掃気ガス供給手段から前記燃料電池に供給される供給ガスを加湿するものであって、
前記マップは、積算発電量が少ないときは加湿器内部水分量が少なく、積算発電量が多くなるにつれて加湿器内部水分量が増加し、積算発電量がさらに多くなった場合には加湿器内部水分量が収束するように設定され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。 - 前記加湿器の掃気は、前記カソード掃気を行う前に実行されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池をバイパスする燃料電池バイパス流路を有し、
前記加湿器を掃気する際には、前記掃気ガスを前記燃料電池バイパス流路に流通させ、前記燃料電池を掃気する際には、前記掃気ガスを前記加湿器をバイパスして流通させることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
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