JP5350668B2 - 燃料電池システムおよび輸送機器 - Google Patents
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Description
また、燃料電池の温度が所定温度になることによって定常的に発電可能な通常運転に移行する燃料電池システムを備える輸送機器であって、燃料電池システムは、燃料電池、外気温度に関する温度情報を検出する第1温度検出手段、燃料電池の温度に関する温度情報を検出する第2温度検出手段、燃料電池の温度を所定温度に上昇させるための昇温動作を行う昇温手段、および昇温手段を制御する制御手段を備え、制御手段は、通常運転に移行する前の昇温動作において、外気温度が高くなるにつれて昇温動作の終了時期が早くなるように、第1温度検出手段の検出結果に基づいて昇温手段による昇温動作の終了時期を設定し、制御手段は、第2温度検出手段の検出結果に基づいて昇温動作の要否を判定する、輸送機器が提供される。
ここでは、この発明の燃料電池システム100を、輸送機器の一例である自動二輪車10に搭載した場合について説明する。
まず、自動二輪車10について説明する。この発明の実施の形態における左右、前後、上下とは、自動二輪車10のシートにドライバがそのハンドル24に向かって着座した状態を基準とした左右、前後、上下を意味する。
燃料電池システム100は、メタノール(メタノール水溶液)を改質せずにダイレクトに電気エネルギの生成(発電)に利用する直接メタノール型燃料電池システムである。
上述したパイプP1〜P6は主として燃料の流路となる。
上述したパイプP7〜P12は主として酸化剤の流路となる。
上述したパイプP13,P14は水の流路となる。
上述したパイプP15,P16は濃度検出用の流路となる。
上述したパイプP17〜P19は燃料処理用の流路となる。
燃料電池システム100のコントローラ138は、必要な演算を行い燃料電池システム100の動作を制御するCPU154、CPU154にクロック信号を与えるクロック回路156、燃料電池システム100の動作を制御するためのプログラムやテーブルデータおよび演算データ等を記憶(格納)する、たとえばEEPROMからなるメモリ158、電動モータ38にセルスタック102を接続する電気回路160における電圧を検出するための電圧検出回路162、セルスタック102を流れる電流を検出するための電流検出回路164、電気回路160を開閉するためのON/OFF回路166、ならびに電気回路160に所定の電圧を供給するための電源回路168を含む。
燃料電池システム100は、メインスイッチ142がオンされることを契機として、コントローラ138を起動し、運転を開始する。運転開始後、二次電池126の蓄電率が所定値(たとえば40%)未満になれば、ON/OFF回路166をオンにしてセルスタック102と二次電池126とを接続する。そして、二次電池126からの電力によって水溶液ポンプ132やエアポンプ134等の補機類の駆動を開始し、セルスタック102に発電を開始させる。
まず、ステップS1で二次電池126の蓄電率が所定値(40%)未満になれば、外気温度センサ148によって外気温度を検出するとともに温度センサ146によってセルスタック102の温度を検出する(ステップS3)。CPU154は、検出した外気温度とセルスタック102の温度とに対応する実行時間をメモリ158に予め記憶されている実行時間設定テーブル(表1参照)から取得し、これを今回の昇温動作の実行時間に設定する(ステップS5)。
燃料電池システム100では上述のように昇温動作の実行時間を設定し、従来技術の燃料電池システムでは外気温度にかかわらずセルスタックの温度が50℃になることによって昇温動作を終了させた。
100 燃料電池システム
102 燃料電池セルスタック
104 燃料電池(燃料電池セル)
138 コントローラ
114 燃料タンク
116 水溶液タンク
118 水タンク
128 燃料ポンプ
132 水溶液ポンプ
146 温度センサ
148 外気温度センサ
154 CPU
158 メモリ
Claims (8)
- 燃料電池の温度が所定温度になることによって定常的に発電可能な通常運転に移行する燃料電池システムを備える輸送機器であって、
前記燃料電池システムは、
前記燃料電池、
外気温度に関する温度情報を検出する第1温度検出手段、
前記燃料電池の温度に関する温度情報を検出する第2温度検出手段、
前記燃料電池の温度を前記所定温度に上昇させるための昇温動作を行う昇温手段、および
前記昇温手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記通常運転に移行する前の前記昇温動作において、前記外気温度が高くなるにつれて前記昇温動作の終了時期が早くなるように、前記第1温度検出手段の検出結果に基づいて前記昇温手段による前記昇温動作の終了時期を設定し、
前記制御手段は、前記第2温度検出手段の検出結果に基づいて前記昇温動作の要否を判定する、輸送機器。 - 前記燃料電池は、燃料水溶液を用いて発電し、
前記昇温手段は、前記燃料水溶液の濃度を調整する調整手段を含み、
前記制御手段は、前記燃料水溶液の濃度を前記通常運転時よりも大きくするように前記調整手段を制御することによって前記調整手段に前記昇温動作を行わせる、請求項1に記載の輸送機器。 - 前記燃料電池は、燃料水溶液を用いて発電し、
前記昇温手段は、前記燃料水溶液を前記燃料電池に供給する水溶液供給手段を含み、
前記制御手段は、前記水溶液供給手段の出力が前記通常運転時よりも大きくなるように前記水溶液供給手段を制御することによって前記水溶液供給手段に前記昇温動作を行わせる、請求項1または2に記載の輸送機器。 - 前記制御手段は、前記外気温度が高くなるにつれて前記昇温動作の実行時間が短くなるように、前記第1温度検出手段の検出結果に基づいて前記昇温動作の実行時間を設定する、請求項1から3のいずれかに記載の輸送機器。
- 前記制御手段は、前記外気温度が高くなるにつれて前記昇温動作を終了させるべき前記燃料電池の温度が小さくなるように、前記昇温動作を終了させるべき前記燃料電池の温度を前記第1温度検出手段の検出結果に基づいて設定する、請求項1から3のいずれかに記載の輸送機器。
- 前記外気温度に関する温度情報と前記燃料電池の温度に関する温度情報と前記昇温動作の実行時間との対応関係を示す情報を記憶する記憶手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記第1温度検出手段の検出結果と前記第2温度検出手段の検出結果と前記記憶手段に記憶される前記情報とを用いて前記昇温動作の実行時間を設定する、請求項4に記載の輸送機器。 - 燃料として液体を用いる、請求項1から6のいずれかに記載の輸送機器。
- 燃料電池を含み、前記燃料電池の温度が所定温度になることによって定常的に発電可能な通常運転に移行する燃料電池システムであって、
外気温度に関する温度情報を検出する第1温度検出手段、
前記燃料電池の温度を前記所定温度に上昇させるための昇温動作を行う昇温手段、および
前記昇温手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記通常運転に移行する前の前記昇温動作において、前記外気温度が高くなるにつれて前記昇温動作の終了時期が早くなるように、前記第1温度検出手段の検出結果に基づいて前記昇温手段による前記昇温動作の終了時期を設定する、燃料電池システム。
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