JP5252038B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
図1は本発明の実施形態1に係る燃料電池システムの構成図である。本実施形態の燃料電池システムは、図1に示すように、水素および空気の供給により発電を行う燃料電池1と、燃料電池1が発電する電力を取り出して管理するパワーマネージャー15とを備える。
アノード(水素極):H2→2H++2e− (1)
カソード(酸素極):2H++2e−+(1/2)O2→H2O (2)
アノードへの水素供給は、水素タンク10から減圧弁11および水素調圧弁12を通じてなされる。水素タンクから供給される高圧水素は、減圧弁11で機械的に所定の圧力まで減圧され、水素調圧弁12で燃料電池での水素圧力が所望の水素圧に制御される。
次に、図4は本発明の実施形態2に係る燃料電池システムの構成図である。本実施形態の燃料電池システムも、実施形態1と同様に、燃料電池1およびパワーマネージャー15を備え、また、水素供給系、空気供給系、燃料電池1の冷却系、パワーマネージャー15の冷却系についても、実施形態1と同等の構成であるので、これら各構成要素についての説明を省略する。本実施形態の構成が実施形態1と異なる点は、冷却液循環制御系として、冷却液温度検出手段に該当するアフタークーラー入口冷却液温度センサ18と冷却液循環制御手段21bを備えている点である。
次に、図8は本発明の実施形態3に係る燃料電池システムの構成図である。本実施形態の燃料電池システムも、実施形態1と同様に、燃料電池1およびパワーマネージャー15を備え、また、水素供給系、空気供給系、燃料電池1の冷却系、パワーマネージャー15の冷却系についても、実施形態1と同等の構成であるので、これら各構成要素についての説明を省略する。本実施形態の構成が実施形態1と異なる点は、冷却液循環制御系として、冷却液温度検出手段に該当するアフタークーラー入口冷却液温度センサ18と、部品温度検出手段に該当するパワーマネージャー温度検出センサ19と、冷却液循環制御手段21cを備えている点である。
次に、図11は本発明の実施形態4に係る燃料電池システムの構成図である。本実施形態の燃料電池システムも、実施形態1と同様に、燃料電池1およびパワーマネージャー15を備え、また、水素供給系、空気供給系、燃料電池1の冷却系、パワーマネージャー15の冷却系についても、実施形態1と同等の構成であるので、これら各構成要素についての説明を省略する。本実施形態の構成が実施形態1と異なる点は、冷却液循環制御系として、部品温度検出手段に該当するパワーマネージャー温度検出センサ19と、外気温測定手段に該当する外気温度センサ20と、冷却液循環制御手段21cを備えている点である。
さらに、図13は本発明の実施形態5に係る燃料電池システムの構成図である。本実施形態の燃料電池システムも、実施形態1と同様に、燃料電池1およびパワーマネージャー15を備え、また、水素供給系、空気供給系、燃料電池1の冷却系、パワーマネージャー15の冷却系についても、実施形態1と同等の構成であるので、これら各構成要素についての説明を省略する。本実施形態の構成は実施形態1と実施形態2を組み合わせた構成であり、冷却液循環制御系として、酸化剤ガス温度検出手段に該当するコンプレッサ出口空気温度センサ16および燃料電池入口空気温度センサ17と、冷却液温度検出手段に該当するアフタークーラー入口冷却液温度センサ18と、冷却液循環制御手段21eとを備えている。
2,6 ポンプ
3 ラジエタ
4 ラジエタファン
5 三方弁
7 アフタークーラー
8 コンプレッサ
9 空気調圧弁
10 水素タンク
11 減圧弁
12 水素調圧弁
13 エゼクタ
14 パージ弁
15 パワーマネージャー
16 コンプレッサ出口空気温度センサ
17 燃料電池入口空気温度センサ(酸化剤ガス温度検出手段)
18 アフタークーラー入口冷却液温度センサ(冷却液温度検出手段)
19 パワーマネージャー温度センサ(部品温度検出手段)
20 外気温センサ(外気温測定手段)
21a〜21e 冷却液循環制御手段
Claims (6)
- 燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給により発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、
前記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、
前記燃料電池に供給する酸化剤ガスを冷却液で熱交換させて冷却するアフタークーラーと、
前記冷却液の温度を検出する冷却液温度検出手段と、
前記燃料電池が発電可能となる供給酸化剤ガス温度以上の温度を所定温度とし、起動時に前記冷却液温度検出手段により検出された冷却液温度が該所定温度以下の場合には、前記冷却液の循環を停止する冷却液循環制御手段とを有し、
前記冷却液循環制御手段は、前記冷却液温度検出手段により検出された冷却液温度が前記所定温度以下の場合であっても、前記冷却液が循環する流路に配置された部品の温度が冷却液循環停止時に耐熱温度以内に抑制できる所定時間が経過するとき、前記冷却液の循環を開始することを特徴とする燃料電池システム。 - 前記所定時間は、前記冷却液の温度が低いほど長く設定す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。
- 燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給により発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、
前記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、
前記燃料電池に供給する酸化剤ガスを冷却液で熱交換させて冷却するアフタークーラーと、
前記冷却液の温度を検出する冷却液温度検出手段と、
前記燃料電池が発電可能となる供給酸化剤ガス温度以上の温度を所定温度とし、起動時に前記冷却液温度検出手段により検出された冷却液温度が該所定温度以下の場合には、前記冷却液の循環を停止する冷却液循環制御手段と、
前記冷却液が循環する流路に配置された部品の温度を検出する部品温度検出手段を有し、
前記冷却液循環制御手段は、前記冷却液が循環する流路に配置された部品の温度が耐熱温度以下の所定温度を超えるとき、前記冷却液の循環を開始することを特徴とする燃料電池システム。 - 前記冷却液循環制御手段が循環させる冷却液の流量は、前記燃料電池に供給された酸化剤ガスの温度が発電可能な温度以上に維持される流量とすることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の燃料電池システム。
- 燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給により発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、
前記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、
前記燃料電池に供給する酸化剤ガスを冷却液で熱交換させて冷却するアフタークーラーと、
前記冷却液の温度を検出する冷却液温度検出手段と、
前記燃料電池が発電可能となる供給酸化剤ガス温度以上の温度を所定温度とし、起動時に前記冷却液温度検出手段により検出された冷却液温度が該所定温度以下の場合には、前記冷却液の循環を停止する冷却液循環制御手段とを有し、
前記冷却液循環制御手段は、前記燃料電池に供給された酸化剤ガスの温度が発電可能な温度にならない場合であっても、酸化剤ガス系あるいは冷却系に配置された部品の温度が耐熱温度以下の所定温度を越えるとき、前記冷却液を循環させ、前記冷却液の流量は該部品温度が耐熱温度を超えず、かつ、供給酸化剤ガス温度が大きく下がらないだけの流量とすることを特徴とする燃料電池システム。 - 外気温を測定する外気温測定手段を有し、
前記冷却液の温度は、前記外気温測定手段で測定した外気温で代用することを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の燃料電池システム。
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- 2011-07-06 JP JP2011150152A patent/JP5252038B2/ja active Active
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