JP5500105B2 - 燃料電池システム、燃料電池の運転方法及び電解質の乾燥度合い推定方法 - Google Patents
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Description
[適用例6]電荷担体を伝導させる電解質を有する燃料電池を用いて発電を行う燃料電池の運転方法であって、燃料ガスが前記燃料電池を通過する際に生じる圧力損失の変化であって、該燃料ガスの供給流量を一時的に増加させた際の変化に基づいて、前記電解質の乾燥を抑制する燃料電池の運転方法。
図示するように、この燃料電池自動車20は、車体22に燃料電池システム30及び燃料電池自動車20の前輪駆動用のモーター170を搭載する。この燃料電池システム30は、前輪駆動用のモーター170等に電力を供給するためのものであり、燃料電池100、水素ガス供給系120、空気供給系140、冷却系160、二次電池172及びDC−DCコンバーター174を備える。
制御装置200による上記種々の制御は、対応する処理(プログラム)を実行することによって実現されるが、既知の処理についての説明は省略し、以下、乾燥抑制処理を説明する。乾燥抑制処理は、燃料電池100の一部を構成する電解質膜の乾燥抑制を目的とし、燃料電池システム30による発電が行われている間、制御装置200が主体となって繰り返し実行する処理である。
ステップS210・ステップS250・ステップS260が乾燥抑制部を、ステップS220が検出部を、ステップS240が供給流量増加部を各々実現するためのソフトウェアに対応する。
本発明は、先述した実施形態になんら限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内における種々の形態により実施できる。例えば、実施形態の構成要素の中で付加的なものは、実施形態から省略できる。ここで言う付加的な構成要素とは、実質的に独立している適用例においては特定されていない事項に対応する要素のことである。この他、例えば、以下のような実施形態が考えられる。
・ΔPに基づいて、どのように乾燥抑制を制御するかは、種々考えられる。例えば、ΔPがゼロの場合、通常の乾燥抑制をしても良い。あるいは、乾燥抑制の強弱を切り替えるための基準は、実施形態のようなゼロ点ではなく、正の値でも負の値でも良い。また、判定基準を複数用意して、3段階以上で乾燥抑制の強さを切り替えることで、ΔPの大きさに応じた程度の乾燥抑制を行うようにしても良い。具体的には、ΔPが正になってから、更に乾燥が進んでいくと、ΔPが小さくなっていく現象に基づいて、乾燥抑制の強さを決定するようにしても良い。
・ステップS220を省略して、燃料電池の運転中は常に、水素ガスの供給流量を一時的に増加させるようにしても良い。
22…車体
30…燃料電池システム
100…燃料電池
102…電流センサー
110…水素ガスタンク
120…水素ガス供給系
121…水素供給経路
122…水素ガス循環経路
123…放出経路
124…供給用開閉バルブ
125…減圧バルブ
126…水素供給機器
127…水素ガス循環ポンプ
128…水素ガス流量センサー
129…放出用開閉バルブ
130…コンプレッサー
140…空気供給系
141…空気供給経路
143…排出流量調整バルブ
145…加湿装置
147…空気流量センサー
150…ラジエーター
160…冷却系
161…冷却水循環経路
162…バイパス
163…三方流量調整弁
164…冷却水循環ポンプ
166…温度センサー
170…モーター
172…二次電池
174…DC−DCコンバーター
176…残容量検出センサー
180…アクセル
190…圧損センサー
200…制御装置
Claims (7)
- 電荷担体を伝導させる電解質を有する燃料電池を用いて発電を行う燃料電池システムであって、
前記燃料電池に供給される燃料ガスの供給流量を一時的に増加させる供給流量増加部と、
前記燃料ガスが前記燃料電池を通過する際に生じる圧力損失の変化であって、前記供給流量増加部によって一時的に供給流量が増加した際の変化である一時的な変化に基づいて、前記電解質の乾燥を抑制する乾燥抑制部とを備える
燃料電池システム。 - 前記乾燥抑制部は、前記一時的な変化の値が大きいほど強く乾燥を抑制する
請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記乾燥抑制部は、前記一時的な変化の値が正である場合は、負である場合よりも強く乾燥を抑制する
請求項1又は2に記載の燃料電池システム。 - 前記一時的な変化の値が正である場合よりも弱く乾燥が抑制されるべきことを、前記燃料電池を運転するために取得する物理量に基づいて検出する検出部を備え、
前記一時的な変化の値が正である場合よりも弱く乾燥が抑制されるべきことが前記検出部によって検出された場合は、前記供給流量増加部は動作せず、前記乾燥抑制部は、前記一時的変化の値が正である場合よりも弱く乾燥を抑制する
請求項3に記載の燃料電池システム。 - 前記乾燥抑制部は、前記一時的な変化の値が正である場合よりも弱く乾燥が抑制されるべきことが前記検出部によって検出された場合は、前記一時的な変化の値が負である場合と同等の強さで乾燥を抑制する
請求項4に記載の燃料電池システム。 - 電荷担体を伝導させる電解質を有する燃料電池を用いて発電を行う燃料電池の運転方法であって、
燃料ガスが前記燃料電池を通過する際に生じる圧力損失の変化であって、該燃料ガスの供給流量を一時的に増加させた際の変化に基づいて、前記電解質の乾燥を抑制する
燃料電池の運転方法。 - 電荷担体を伝導させるために燃料電池に用いられる電解質の乾燥度合い推定方法であって、
燃料ガスが前記燃料電池を通過する際に生じる圧力損失の変化であって、該燃料ガスの供給流量を一時的に増加させた際の変化に基づいて、前記電解質の乾燥度合いを推定する
電解質の乾燥度合い推定方法。
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