JP5145630B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
まず、燃料電池スタック10の高負荷時におけるスタック電圧の劣化前の初期状態からの低下代に基づき、劣化判定をし、パージ条件を設定する手法について説明をする。
図5に、パージ温度をT1とした際の燃料電池スタック10が劣化する前の初期状態(破線で図示)と、燃料電池スタック10が劣化した劣化後(細実線で図示)、それぞれにおけるパージ処理に要するパージ時間と起動成立温度との関係を示す。また、太実線で、T1よりも高いパージ温度T2とした際の燃料電池スタック10が劣化した劣化後のパージ処理に要するパージ時間と起動成立温度との関係も示す。
図7に、パージ流量をQ1とした際の燃料電池スタック10が劣化する前の初期状態(破線で図示)と、燃料電池スタック10が劣化した劣化後(細実線で図示)、それぞれにおけるパージ処理に要するパージ時間と起動成立温度との関係を示す。また、太実線で、Q1よりも高いパージ流量Q2とした際の燃料電池スタック10が劣化した劣化後のパージ処理に要するパージ時間と起動成立温度との関係も示す。
ところで、図4に示したフローチャートを用いて説明した劣化レベルに応じたパージ条件設定処理動作は、負荷装置15の要求に応じて燃料電池スタック10にかかる負荷Lxが所定の高負荷L以上となった場合での燃料電池スタック10のスタック電圧Vxが、初期状態である劣化する前の燃料電池スタック10のスタック電圧Vx0よりも、どの程度低下しているかという低下代に基づき、燃料電池スタック10の劣化レベルを判定し、判定した劣化レベルに応じたパージ条件を設定している。
次に、燃料電池スタック10のセル電圧の安定度に基づき劣化判定をし、パージ条件を設定する手法について説明をする。
次に、燃料電池スタック10の負荷変動の履歴に基づき劣化判定をし、パージ条件を設定する手法について説明をする。負荷装置15の要求に応じて、燃料電池スタック10にかかる負荷は大きく変動することになる。大きな負荷変動を繰り返していくと燃料電池スタック10は、次第に劣化していくことになる。そこで、制御装置16は、この燃料電池スタック10の負荷変動の履歴をメモリ18に記憶し、履歴を参照することで燃料電池スタック10の劣化レベルを判定し、劣化レベルに応じたパージ条件を設定する。
次に、燃料電池スタック10の総発電時間に基づき劣化判定をし、パージ条件を設定する手法について説明をする。燃料電池スタック10の劣化レベルは、燃料電池スタック10の総発電時間から判定することができる。単純に、燃料電池スタック10の総発電時間が長ければ、燃料電池スタック10の劣化レベルは高く、総発電時間が短ければ、燃料電池スタック10の劣化レベルは低いといえる。
10 燃料電池スタック
12 空気ガス供給装置
13 加湿装置
15 負荷装置
16 制御装置
17 セルモニタ
18 メモリ
21 電圧測定器
22 冷却装置
23 三方切換弁
40 空気ガス供給系
41 空気ガス供給配管
42 空気ガス排出配管
Claims (7)
- 供給されるガスの化学反応により発電する燃料電池を有する燃料電池システムにおいて、
当該燃料電池システムの運転停止時に、前記燃料電池内に加湿量の低い空気を供給してパージ処理を実行するパージ処理手段と、
前記燃料電池の、初期状態の特性に対する現在の特性の低下の度合いである劣化レベルを判定する劣化レベル判定手段と、
前記劣化レベル判定手段によって判定された前記燃料電池の劣化レベルに応じて、前記パージ処理におけるパージ条件を設定するパージ条件設定手段と、
当該燃料電池システムの運転停止時に、前記パージ条件設定手段によって設定されたパージ条件でパージ処理がなされるように、前記パージ処理手段を制御する制御手段とを備え、
前記劣化レベル判定手段は、所定の負荷以上で当該燃料電池システムを運転している際に、燃料電池のスタック電圧を測定し、且つ、予め設定された複数の規準電圧と前記スタック電圧とを比較し、前記各規準電圧と前記スタック電圧との大小関係に基づいて、前記スタック電圧の劣化レベルを判定することを特徴とする燃料電池システム。 - 供給されるガスの化学反応により発電する燃料電池を有する燃料電池システムにおいて、
当該燃料電池システムの運転停止時に、前記燃料電池内に加湿量の低い空気を供給してパージ処理を実行するパージ処理手段と、
前記燃料電池の、初期状態の特性に対する現在の特性の低下の度合いである劣化レベルを判定する劣化レベル判定手段と、
前記劣化レベル判定手段によって判定された前記燃料電池の劣化レベルに応じて、前記パージ処理におけるパージ条件を設定するパージ条件設定手段と、
当該燃料電池システムの運転停止時に、前記パージ条件設定手段によって設定されたパージ条件でパージ処理がなされるように、前記パージ処理手段を制御する制御手段とを備え、
前記劣化レベル判定手段は、燃料電池のセル電圧の振れ幅を測定し、且つ、予め設定された複数の規準振れ幅と前記セル電圧の振れ幅とを比較し、各規準振れ幅と前記セル電圧の振れ幅の大小関係に基づいて、前記スタック電圧の劣化レベルを判定することを特徴とする燃料電池システム。 - 供給されるガスの化学反応により発電する燃料電池を有する燃料電池システムにおいて、
当該燃料電池システムの運転停止時に、前記燃料電池内にパージガスを供給することでパージ処理を実行するパージ処理手段と、
前記燃料電池の劣化レベルを判定する劣化レベル判定手段と、
前記劣化レベル判定手段によって判定された前記燃料電池の劣化レベルに応じて、前記パージ処理におけるパージ条件を設定するパージ条件設定手段と、
当該燃料電池システムの運転停止時に、前記パージ条件設定手段によって設定されたパージ条件でパージ処理がなされるように、前記パージ処理手段を制御する制御手段とを備え、
前記劣化レベル判定手段は、燃料電池の負荷変動の履歴に基づき、前記燃料電池の劣化レベルを判定すること
を特徴とする燃料電池システム。 - 供給されるガスの化学反応により発電する燃料電池を有する燃料電池システムにおいて、
当該燃料電池システムの運転停止時に、前記燃料電池内にパージガスを供給することでパージ処理を実行するパージ処理手段と、
前記燃料電池の劣化レベルを判定する劣化レベル判定手段と、
前記劣化レベル判定手段によって判定された前記燃料電池の劣化レベルに応じて、前記パージ処理におけるパージ条件を設定するパージ条件設定手段と、
当該燃料電池システムの運転停止時に、前記パージ条件設定手段によって設定されたパージ条件でパージ処理がなされるように、前記パージ処理手段を制御する制御手段とを備え、
前記劣化レベル判定手段は、燃料電池の総発電時間に基づき、前記燃料電池の劣化レベルを判定すること
を特徴とする燃料電池システム。 - 前記パージ条件設定手段は、前記劣化レベル判定手段によって判定された前記燃料電池の劣化レベルが高く、燃料電池が劣化している程、前記燃料電池内にパージガスを供給するパージ時間が長くなるようにパージ条件を設定すること
を特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記パージ条件設定手段は、前記劣化レベル判定手段によって判定された前記燃料電池の劣化レベルが高く、燃料電池が劣化している程、前記パージ処理手段によるパージ処理時のパージ温度が高くなるようにパージ条件を設定すること
を特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記パージ条件設定手段は、前記劣化レベル判定手段によって判定された燃料電池内の劣化レベルが高く、燃料電池が劣化している程、前記燃料電池内に供給されるパージガスのパージ流量が増加するようにパージ条件を設定すること
を特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
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