JP5803686B2 - Fuel cell system and vehicle equipped with the same - Google Patents

Fuel cell system and vehicle equipped with the same Download PDF

Info

Publication number
JP5803686B2
JP5803686B2 JP2012006218A JP2012006218A JP5803686B2 JP 5803686 B2 JP5803686 B2 JP 5803686B2 JP 2012006218 A JP2012006218 A JP 2012006218A JP 2012006218 A JP2012006218 A JP 2012006218A JP 5803686 B2 JP5803686 B2 JP 5803686B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
stack
cell stack
voltage
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012006218A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013145711A (en
Inventor
礼 森永
礼 森永
耕太郎 池田
耕太郎 池田
真明 松末
真明 松末
侑美 井ノ上
侑美 井ノ上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2012006218A priority Critical patent/JP5803686B2/en
Publication of JP2013145711A publication Critical patent/JP2013145711A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5803686B2 publication Critical patent/JP5803686B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Description

本発明は、燃料電池システムとこれを搭載した車両に関する。   The present invention relates to a fuel cell system and a vehicle equipped with the same.

燃料電池システムを構成する燃料電池スタックは、燃料ガスと酸素含有の酸化剤ガスの供給を受けて発電し、その発電電力を外部の負荷に出力する。こうした燃料システムでは、通常、外部の負荷が要求する要求電力に対応したガス量で上記の燃料ガスと酸素含有ガスが供給される。ところで、燃料電池システムの発電は、プロトン伝導性を有する電解質膜を介した燃料ガス中の燃料と酸化剤ガス中の酸素、例えば、水素と酸素の電気化学的な反応に基づいており、電解質膜は適宜な湿潤状態でプロトン伝導性を発揮する。このため、電解質膜の湿潤が維持されたまま燃料電池スタックが発電運転していることが望ましく、ガスの加湿や燃料電池スタックの冷却等により電解質膜の湿潤維持が図られている。しかしながら、高温乾燥環境下での継続運転や高負荷運転の継続等が強いられたりすると、電解質膜の乾燥を招き得るので、電解質膜の乾燥を抑制する手法が提案されている（例えば、特許文献１等）。   The fuel cell stack constituting the fuel cell system receives the supply of the fuel gas and the oxygen-containing oxidant gas, generates power, and outputs the generated power to an external load. In such a fuel system, the fuel gas and the oxygen-containing gas are usually supplied in a gas amount corresponding to the required power required by an external load. By the way, the power generation of the fuel cell system is based on an electrochemical reaction between oxygen in the fuel gas and oxidant gas, for example, hydrogen and oxygen, via an electrolyte membrane having proton conductivity. Exhibits proton conductivity in an appropriate wet state. For this reason, it is desirable that the fuel cell stack is in a power generation operation while the electrolyte membrane is kept moist, and the electrolyte membrane is kept moist by gas humidification, fuel cell stack cooling, or the like. However, if continuous operation in a high-temperature drying environment or continuation of high-load operation or the like is forced, drying of the electrolyte membrane can be caused, so a technique for suppressing drying of the electrolyte membrane has been proposed (for example, Patent Documents). 1).

特開２００５−１２９２５２号公報JP 2005-129252 A

上記した特許文献では、燃料電池スタックの出力制御を図る上での電流電圧特性を電流が増加し電圧が低下する側に変更することで、生成水を増加させ、これにより電解質膜の乾燥を抑制している。生成水の増加をもたらす電流増加は、電気化学反応の進行状況、即ち電解質膜の両膜面のアノード・カソードへのガス供給の状況に左右され、このガス供給状況は燃料電池スタックの各部位で一律となり難い。よって、燃料電池スタック全体について発電電力の電圧低下を図ると、発電電力のより大きな低下を来し得る。燃料電池システムでは、通常、２次電池を併用して、こうした燃料電池スタックの出力低下を補うようにしている。ところが、２次電池には、その性能や耐久性等の都合上、電力の充放電に際しての電力量が制約されるため、燃料電池スタックの出力低下を補い得ない場合が起き得る。こうした場合、電流増加と電圧低下の程度を控えるようにすることも可能であるが、電気化学反応は燃料電池スタックにおいて一律に進行するとは言えないため、より複雑な制御が必要となることが危惧される。   In the above-mentioned patent documents, the generated water is increased by changing the current-voltage characteristics in the output control of the fuel cell stack to the side where the current increases and the voltage decreases, thereby suppressing the drying of the electrolyte membrane. doing. The increase in current that leads to an increase in generated water depends on the progress of the electrochemical reaction, that is, the gas supply to the anode and cathode on both sides of the electrolyte membrane, and this gas supply status is at each part of the fuel cell stack. It is difficult to be uniform. Therefore, if the voltage of the generated power is reduced for the entire fuel cell stack, the generated power can be further reduced. In the fuel cell system, a secondary battery is usually used together to compensate for such a decrease in the output of the fuel cell stack. However, in the secondary battery, the amount of power at the time of charging / discharging of power is restricted due to its performance, durability, and the like, so that it may not be possible to compensate for the decrease in output of the fuel cell stack. In such a case, it is possible to refrain from the degree of current increase and voltage decrease, but it is feared that more complicated control is required because the electrochemical reaction does not progress uniformly in the fuel cell stack. It is.

本発明は、上記した課題を踏まえ、燃料電池スタックからの出力制御に際して、発電電力の出力の一時的な低下を簡便に補う手法を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a method for easily compensating for a temporary decrease in the output of generated power when controlling output from a fuel cell stack.

上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の適用例として実施することができる。
燃料電池システムであって、
反応ガスの供給を受けて発電する燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックの出力を制御した上で、外部の負荷に前記燃料電池スタックの発電電力を供給する出力制御部とを備え、
前記燃料電池スタックは、前記出力制御部による出力制御が可能な複数のスタック部位を有し、
前記出力制御部は、前記燃料電池スタックの発電運転中における前記スタック部位ごとの出力を制御し、前記発電運転中において前記燃料電池スタックの温度が所定温度を超える高温状態となると前記燃料電池スタックの発電電圧の一時的な低下が求められる電圧低下要請状況であるとして、前記スタック部位の少なくとも一つのスタック部位である特定スタック部位の出力を、発電電圧の一時的な低下を起こす側に制御する。 In order to achieve at least a part of the above object, the present invention can be implemented as the following application examples.
A fuel cell system,
A fuel cell stack that generates electricity by receiving the supply of the reaction gas; and
An output control unit for controlling the output of the fuel cell stack and supplying the generated power of the fuel cell stack to an external load;
The fuel cell stack has a plurality of stack parts capable of output control by the output control unit,
The output control unit controls the output of each stack part during power generation operation of the fuel cell stack, and when the temperature of the fuel cell stack exceeds a predetermined temperature during the power generation operation, Assuming that the voltage drop request situation requires a temporary reduction of the generated voltage, the output of the specific stack part, which is at least one of the stack parts, is controlled so as to cause a temporary drop of the generated voltage.

[適用例１：燃料電池システム]
燃料電池システムであって、
反応ガスの供給を受けて発電する燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックの出力を制御した上で、外部の負荷に前記燃料電池スタックの発電電力を供給する出力制御部とを備え、
前記燃料電池スタックは、前記出力制御部による出力制御が可能な複数のスタック部位を有し、
前記出力制御部は、前記スタック部位ごとの出力を制御し、燃料電池スタックの発電電圧の一時的な低下が求められる電圧低下要請状況では、前記スタック部位の少なくとも一つのスタック部位である特定スタック部位の出力を、発電電圧の一時的な低下を起こす側に制御する
ことを要旨とする。 [Application Example 1: Fuel Cell System]
A fuel cell system,
A fuel cell stack that generates electricity by receiving the supply of the reaction gas; and
An output control unit for controlling the output of the fuel cell stack and supplying the generated power of the fuel cell stack to an external load;
The fuel cell stack has a plurality of stack parts capable of output control by the output control unit,
The output control unit controls an output for each of the stack parts, and in a voltage reduction request situation where a temporary decrease in the generated voltage of the fuel cell stack is required, a specific stack part that is at least one of the stack parts The gist is to control the output of the generator to the side that causes a temporary decrease in the generated voltage.

上記構成の適用例１の燃料電池システムは、燃料電池スタックの発電電圧の一時的な低下が求められる電圧低下要請状況では、燃料電池スタックにおける特定スタック部位については、その出力を、発電電圧の一時的な低下を起こす側に制御する。このため、この特定スタック以外のスタック部位は、電圧低下要請状況であっても、発電電圧の一時的な低下を起こすような出力制御を受けないので、燃料電池スタック全体としては、発電電圧の一時的な大きな低下を起こさない。これにより、電圧低下要請状況での発電電圧の一時的な低下に起因した出力低下を小さくできる。この結果、上記適用例１の燃料電池システムによれば、特定スタック部位について発電電圧の一時的な低下を図るだけで、電圧低下要請状況での発電電圧の一時的な低下に起因した出力低下を補う電力を小さくできることから、出力補填が簡便である。   In the fuel cell system of Application Example 1 having the above-described configuration, in a voltage reduction request situation in which a temporary decrease in the power generation voltage of the fuel cell stack is required, the output of the specific stack portion in the fuel cell stack is temporarily output. Control to the side that causes general decline. For this reason, stack parts other than this specific stack are not subjected to output control that causes a temporary decrease in the generated voltage even in a voltage drop request situation. Does not cause major decline. Thereby, the output fall resulting from the temporary fall of the generated voltage in the voltage drop request | requirement situation can be made small. As a result, according to the fuel cell system of Application Example 1 described above, the output decrease due to the temporary decrease in the generated voltage in the voltage decrease request situation can be achieved only by temporarily reducing the generated voltage for the specific stack portion. Since the power to be supplemented can be reduced, output compensation is simple.

上記した燃料電池システムは、次のような態様とすることができる。例えば、更に、電力を充放電する２次電池を備えた上で、前記出力制御部により、前記スタック部位ごとの出力を制御した上で、前記負荷が要求する要求電力を、前記燃料電池スタックの発電電力と前記２次電池の充放電電力とで賄うようにできる。こうすれば、２次電池からの電力放電にその電力量の制約が課されても、２次電池は、小さな出力低下の分の電力を賄えばよいことから、制約範囲でより確実に電力低下を補填できる。そして、この２次電池による電力補填を介して、負荷には要求電力を供給できる。   The fuel cell system described above can be configured as follows. For example, the battery further includes a secondary battery that charges and discharges power, and the output control unit controls the output of each stack part, and the required power required by the load is supplied to the fuel cell stack. The generated power and the charge / discharge power of the secondary battery can be covered. In this way, even if there is a restriction on the amount of power applied to the power discharge from the secondary battery, the secondary battery only has to cover the power for the small output drop, so the power drop more reliably within the restricted range. Can be compensated. The required power can be supplied to the load through the power supplement by the secondary battery.

また、前記燃料電池スタックについては、前記特定スタック部位での集電と電力出力を、前記特定スタック部位以外の前記スタック部位での集電と電力出力と異なる系統とし、前記出力制御部については、前記特定スタック部位についての出力制御を図る際の電流電圧特性と、前記特定スタック部位以外の前記スタック部位についての出力制御を図る際の電流電圧特性とを変更でき、前記電圧低下要請状況での前記特定スタック部位についての前記電流電圧特性を、前記特定スタック部位以外の前記スタック部位についての前記電流電圧特性より電圧低下側とするようにできる。こうすれば、特定スタック部位についての電流電圧特性を変更するだけで、この特定スタック部位について発電電圧の一時的な低下を図ることができ、簡便となる。   Further, for the fuel cell stack, current collection and power output at the specific stack part are different from power collection and power output at the stack part other than the specific stack part, and the output control unit is It is possible to change a current-voltage characteristic when the output control is performed for the specific stack part and a current-voltage characteristic when the output control is performed for the stack part other than the specific stack part. The current-voltage characteristic for the specific stack part can be set to a voltage lower side than the current-voltage characteristic for the stack part other than the specific stack part. In this way, the power generation voltage can be temporarily reduced for the specific stack portion simply by changing the current-voltage characteristics for the specific stack portion, which is convenient.

このように電流電圧特性の変更となる前記特定スタック部位を、前記燃料電池スタックに供給される前記反応ガスの供給側部位とできる。反応ガスの供給側は、ガス供給系における下流側よりも発電運転時の電圧上昇幅が大きい。よって、このガス供給側を特定スタック部位として既述したようの電流電圧特性を変更すれば、発電電圧の一時的な低下を確実に図ることができる。   In this way, the specific stack part that changes the current-voltage characteristic can be a supply-side part of the reactive gas supplied to the fuel cell stack. The supply side of the reactive gas has a larger voltage increase during power generation operation than the downstream side in the gas supply system. Therefore, if the current-voltage characteristics as described above with the gas supply side as the specific stack portion are changed, it is possible to reliably reduce the generated voltage temporarily.

この他、前記燃料電池スタックを、前記特定スタック部位と、前記特定スタック部位以外の前記スタック部位とで、前記反応ガスの供給量を変更する流量調整機構を備えるものとした上で、前記出力制御部については、これを、前記流量調整機構を制御して、前記電圧低下要請状況での前記特定スタック部位についての前記反応ガスの供給量を、前記特定スタック部位の出力電圧が前記特定スタック以外の前記スタック部位の出力電圧より低くなる側に調整するようにできる。こうすれば、特定スタック部位とこれ以外のスタック部位とでガス供給量を変更するだけで、特定スタック部位について発電電圧の一時的な低下を図ることができ、簡便となる。   In addition, the fuel cell stack is provided with a flow rate adjustment mechanism for changing the supply amount of the reaction gas between the specific stack part and the stack part other than the specific stack part, and the output control The control unit controls the flow rate adjusting mechanism to determine the supply amount of the reactive gas for the specific stack part in the voltage drop request situation, and the output voltage of the specific stack part is other than the specific stack. It can adjust so that it may become lower than the output voltage of the said stack | stuck site | part. In this way, the power generation voltage can be temporarily reduced for the specific stack part simply by changing the gas supply amount between the specific stack part and other stack parts, which is convenient.

[適用例２：燃料電池システム搭載車両]
上記したいずれかの燃料電池システムを搭載した車両であって、該燃料電池システムの有する前記燃料電池スタックの発電電力を駆動力に用いる
ことを要旨とする。 [Example 2: Vehicle with fuel cell system]
The gist of the present invention is a vehicle equipped with any one of the above fuel cell systems, wherein the power generated by the fuel cell stack of the fuel cell system is used as a driving force.

こうした適用例２の車両によれば、ドライバーのアクセル操作や搭載した燃料電池システムの燃料電池スタックの運転状態等によって、燃料電池スタックの発電電圧に一時的な低下が求められる状況となっても、燃料電池スタック全体としての大きな発電電圧の一時的な低下を起こさない。これにより、こうした発電電圧の一時的な低下に起因した出力低下を小さくできる。このため、燃料電池スタックと共に搭載した２次電池で電力補填を図る場合には、その出力制約範囲でより確実に電力低下を補填できる。そして、この２次電池による電力補填を介して、負荷には要求電力を供給できることから、ドライバビリティーの悪化を招きがたい。仮に２次電池を搭載しないのであれば、出力低下を小さくできるので、ドライバビリティーの悪化を抑制できる。   According to the vehicle of the application example 2, even if the driver's accelerator operation or the operating state of the fuel cell stack of the mounted fuel cell system is required, the generated voltage of the fuel cell stack is required to be temporarily reduced. There is no temporary drop in the generated voltage of the entire fuel cell stack. Thereby, the output fall resulting from such temporary fall of the generated voltage can be made small. For this reason, when power supplementation is to be performed with a secondary battery mounted together with the fuel cell stack, it is possible to more reliably compensate for power reduction within the output restriction range. And since the required power can be supplied to the load through the power compensation by the secondary battery, it is difficult to cause deterioration of drivability. If the secondary battery is not installed, the decrease in output can be reduced, so that deterioration in drivability can be suppressed.

本発明は、燃料電池スタックの運転方法や、燃料電池システムを設置して燃料電池スタックを発電源とする定置式の発電システムとしても適用できることは勿論である。   The present invention can be applied to a fuel cell stack operation method and a stationary power generation system in which the fuel cell system is installed and the fuel cell stack is used as a power generation source.

本発明の実施例としての燃料電池搭載車両２０を概略的に平面視して示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the fuel cell mounting vehicle 20 as an Example of this invention in planar view roughly. 燃料電池スタック１００の概略構成をその構成単位である電池セルユニット３４０とスタック両端のターミナルプレートの構成と併せて示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a fuel cell stack 100 together with a configuration of a battery cell unit 340 as a structural unit and terminal plates at both ends of the stack. 燃料電池スタック１００とその発電電力の出力を図るＤＣ／ＤＣコンバーター１７４との接続系統を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the connection system of the fuel cell stack 100 and the DC / DC converter 174 which aims at the output of the generated electric power. 制御装置２００による燃料電池スタック１００の発電制御の制御手順を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a control procedure of power generation control of the fuel cell stack 100 by the control device 200. 燃料電池スタック１００の運転時における燃料電池スタック１００の出力制御を説明するための説明図である。3 is an explanatory diagram for explaining output control of the fuel cell stack 100 during operation of the fuel cell stack 100. FIG. 制御装置２００による２次電池１７２の放電電力制御の制御手順を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a control procedure of discharge power control of the secondary battery 172 by the control device 200. 第２実施例の燃料電池スタック１００Ａの概略構成を図２相当に表した説明図である。It is explanatory drawing which represented schematic structure of 100 A of fuel cell stacks of 2nd Example by equivalent to FIG. 燃料電池スタック１００ＡとＤＣ／ＤＣコンバーター１７４との接続系統を示す説明図である。4 is an explanatory diagram showing a connection system between a fuel cell stack 100A and a DC / DC converter 174. FIG. 第３実施例の燃料電池スタック１００Ｂの概略構成をその接続系統と併せて示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the fuel cell stack 100B of 3rd Example with the connection system | strain. 第４実施例の燃料電池スタック１００Ｃの概略構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating schematic structure of 100 C of fuel cell stacks of 4th Example. 第５実施例の燃料電池スタック１００Ｄの概略構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating schematic structure of fuel cell stack 100D of 5th Example. 燃料電池スタック１００Ｄの概略構成を断面視して示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the schematic structure of fuel cell stack 100D by cross-sectional view. 第６実施例の燃料電池スタック１００Ｅの概略構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating schematic structure of the fuel cell stack 100E of 6th Example. 燃料電池スタック１００Ｅの概略構成を断面視して示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the schematic structure of the fuel cell stack 100E by sectional view. 第７実施例の燃料電池スタック１００Ｆの概略構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating schematic structure of the fuel cell stack 100F of 7th Example. 燃料電池スタック１００Ｆの概略構成を断面視して示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the schematic structure of the fuel cell stack 100F by sectional view.

以下、本発明の実施の形態について、その実施例を図面に基づき説明する。図１は本発明の実施例としての燃料電池搭載車両２０を概略的に平面視して示す説明図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a fuel cell vehicle 20 as an embodiment of the present invention in plan view.

図示するように、この燃料電池搭載車両２０は、車体２２に、燃料電池システム３０を搭載する。この燃料電池システム３０は、燃料電池スタック１００と、水素ガスタンク１１０を含む水素ガス供給系１２０と、モーター駆動のコンプレッサ１３０を含む空気供給系１４０と、ラジエータ１５０およびファン１５２を含む冷却系１６０と、２次電池１７２と、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４とを備える。燃料電池システム３０は、燃料電池スタック１００の発電電力、或いは２次電池１７２の充電電力を、前輪駆動用のモーター１７０を始めとする負荷に供給する。   As shown in the figure, this fuel cell vehicle 20 has a fuel cell system 30 mounted on a vehicle body 22. The fuel cell system 30 includes a fuel cell stack 100, a hydrogen gas supply system 120 including a hydrogen gas tank 110, an air supply system 140 including a motor-driven compressor 130, a cooling system 160 including a radiator 150 and a fan 152, A secondary battery 172 and a DC / DC converter 174 are provided. The fuel cell system 30 supplies the power generated by the fuel cell stack 100 or the charging power of the secondary battery 172 to a load including the front-wheel drive motor 170.

燃料電池スタック１００は、後述の電池セルユニット３４０を積層して構成されたスタック構造とされ、前輪ＦＷと後輪ＲＷの間において車両床下に位置する。そして、燃料電池スタック１００は、後述の水素ガス供給系１２０と空気供給系１４０から供給された水素ガス中の水素と空気中の酸素との電気化学反応を各電池セルユニット３４０にて起こして発電し、その発電電力にてモーター１７０等の負荷を駆動する。燃料電池スタック１００の発電状態は電流センサー１０６にて計測され、その計測結果は電流センサー１０６から後述の制御装置２００に出力される。この場合、電池セルユニット３４０の積層数は、燃料電池スタック１００に要求される出力に応じて任意に設定可能である。なお、燃料電池スタック１００およびこれを構成する電池セルユニット３４０の構成については、後述する。   The fuel cell stack 100 has a stack structure in which battery cell units 340 described later are stacked, and is located below the vehicle floor between the front wheel FW and the rear wheel RW. The fuel cell stack 100 generates electricity by causing an electrochemical reaction between hydrogen in hydrogen gas supplied from a hydrogen gas supply system 120 and an air supply system 140 described later and oxygen in the air in each battery cell unit 340. Then, the load such as the motor 170 is driven by the generated power. The power generation state of the fuel cell stack 100 is measured by the current sensor 106, and the measurement result is output from the current sensor 106 to the control device 200 described later. In this case, the number of stacked battery cell units 340 can be arbitrarily set according to the output required for the fuel cell stack 100. The configuration of the fuel cell stack 100 and the battery cell unit 340 that constitutes the fuel cell stack 100 will be described later.

水素ガス供給系１２０は、水素ガスタンク１１０から燃料電池スタック１００に到る水素供給経路１２１と、未消費の水素ガス（アノードオフガス）を水素供給経路１２１に循環させる循環経路１２２と、アノードオフガスを大気放出するための放出経路１２３を備える。そして、この水素ガス供給系１２０は、水素供給経路１２１の開閉バルブ１２４の経路開閉と、減圧バルブ１２５での減圧を経て、水素ガスタンク１１０の水素ガスを燃料電池スタック１００（詳しくは、各電池セルユニット３４０のアノード１０２）に供給する。この際、水素ガス供給系１２０は、減圧バルブ１２５の下流の水素供給機器１２６にて調整した流量と、循環経路１２２の循環ポンプ１２７にて調整した循環流量との合算した流量の水素ガスを、燃料電池スタック１００のアノードに供給する。水素ガス供給量は、アクセル１８０の操作に基づいて、後述の制御装置２００にて定められ、燃料電池スタック１００に求められる負荷に応じた供給量となる。なお、水素ガス供給系１２０は、循環経路１２２から分岐した放出経路１２３の開閉バルブ１２９の開閉調整を経て、適宜、アノードオフガスを放出経路１４２を経て大気放出する。   The hydrogen gas supply system 120 includes a hydrogen supply path 121 extending from the hydrogen gas tank 110 to the fuel cell stack 100, a circulation path 122 for circulating unconsumed hydrogen gas (anode offgas) to the hydrogen supply path 121, and the anode offgas to the atmosphere. A discharge path 123 for discharging is provided. The hydrogen gas supply system 120 passes through the opening / closing of the opening / closing valve 124 of the hydrogen supply path 121 and the pressure reduction by the pressure reducing valve 125, and supplies the hydrogen gas in the hydrogen gas tank 110 to the fuel cell stack 100 (specifically, each battery cell). To the anode 102) of the unit 340. At this time, the hydrogen gas supply system 120 supplies a hydrogen gas having a flow rate that is the sum of the flow rate adjusted by the hydrogen supply device 126 downstream of the pressure reducing valve 125 and the circulation flow rate adjusted by the circulation pump 127 of the circulation path 122. This is supplied to the anode of the fuel cell stack 100. The hydrogen gas supply amount is determined by the control device 200 described later based on the operation of the accelerator 180, and is a supply amount according to the load required for the fuel cell stack 100. The hydrogen gas supply system 120 appropriately releases the anode off-gas to the atmosphere via the discharge path 142 through the opening / closing adjustment of the opening / closing valve 129 of the discharge path 123 branched from the circulation path 122.

空気供給系１４０は、コンプレッサ１３０を経て燃料電池スタック１００に到る酸素供給経路１４１と、未消費の空気（カソードオフガス）を大気放出する放出経路１４２とを備える。そして、この空気供給系１４０は、酸素供給経路１４１の開口端から取り込んだ空気を、コンプレッサ１３０にて流量調整した上で燃料電池スタック１００（詳しくは、各電池セルユニット３４０のカソード１０３）に、通常は酸素供給経路１４１を経て供給しつつ、放出経路１４２の排出流量調整バルブ１４３で調整された流量でカソードオフガスを放出経路１４２を経て大気放出する。このように空気供給系１４０にて空気供給とカソードオフガス排出とを行う場合、空気供給系１４０は、酸素供給経路１４１の排出流量調整バルブ１４３を所定開度にした上で、コンプレッサ１３０にて空気を供給する。この際の空気供給量にあっても、水素ガスと同様に、アクセル１８０の操作に基づいて制御装置２００にて定められ、燃料電池スタック１００に求められる負荷に応じた供給量となる。なお、排出流量調整バルブ１４３は、流量調整を経て、カソード側の背圧についてもこれを調整する。   The air supply system 140 includes an oxygen supply path 141 that reaches the fuel cell stack 100 via the compressor 130 and a discharge path 142 that discharges unconsumed air (cathode offgas) to the atmosphere. The air supply system 140 adjusts the flow rate of the air taken in from the open end of the oxygen supply path 141 by the compressor 130 and then supplies the air to the fuel cell stack 100 (specifically, the cathode 103 of each battery cell unit 340). Normally, the cathode off-gas is released to the atmosphere via the discharge path 142 at a flow rate adjusted by the discharge flow rate adjustment valve 143 of the discharge path 142 while being supplied via the oxygen supply path 141. When air supply and cathode off-gas discharge are performed by the air supply system 140 in this way, the air supply system 140 sets the discharge flow rate adjustment valve 143 of the oxygen supply path 141 to a predetermined opening, and then the air by the compressor 130. Supply. Even in the air supply amount at this time, similarly to the hydrogen gas, the supply amount is determined by the control device 200 based on the operation of the accelerator 180 and corresponds to the load required for the fuel cell stack 100. The discharge flow rate adjustment valve 143 adjusts the back pressure on the cathode side through flow rate adjustment.

また、空気供給系１４０は、酸素供給経路１４１と放出経路１４２とを、加湿装置１４５を経由するように備える。この加湿装置１４５は、燃料電池スタック１００からのカソードオフガスに含まれる水分を用いて酸素供給経路１４１の空気を加湿する。例えば、装置内部にガス供給流路とガス排出流路とを備え、この二つの流路間に加湿膜を配置した上で、ガス排出流路を通過するカソードオフガスの水分を流路間の加湿膜を介してガス供給流路のガス（空気）に移動させて、当該ガスを加湿する。   Further, the air supply system 140 includes an oxygen supply path 141 and a discharge path 142 so as to pass through the humidifier 145. The humidifier 145 humidifies the air in the oxygen supply path 141 using moisture contained in the cathode offgas from the fuel cell stack 100. For example, a gas supply flow path and a gas discharge flow path are provided inside the apparatus, and a humidification film is disposed between the two flow paths, and the cathode off-gas moisture passing through the gas discharge flow path is humidified between the flow paths. It moves to the gas (air) of a gas supply flow path through a film | membrane, and the said gas is humidified.

冷却系１６０は、ラジエータ１５０から燃料電池スタック１００への冷却媒体の循環を図る循環経路１６１と、バイパス経路１６２と、経路合流点の三方流量調整弁１６３と、循環ポンプ１６４と、温度センサー１６６を備える。そして、この冷却系１６０は、ラジエータ１５０にて熱交換した冷却媒体を循環経路１６１を経て燃料電池スタック１００の図示しないセル内循環経路に導き、燃料電池スタック１００を所定温度に冷却する。この場合、循環ポンプ１６４の駆動量、即ち冷却媒体の循環供給量や、三方流量調整弁１６３による調整流量は、温度センサー１６６の検出温度たる燃料電池温度（セル温度）や電流センサー１０６の検出した発電状態に基づいて、制御装置２００にて定められる。   The cooling system 160 includes a circulation path 161 that circulates the cooling medium from the radiator 150 to the fuel cell stack 100, a bypass path 162, a three-way flow rate adjustment valve 163 at the path junction, a circulation pump 164, and a temperature sensor 166. Prepare. The cooling system 160 guides the cooling medium heat-exchanged by the radiator 150 to the in-cell circulation path (not shown) of the fuel cell stack 100 through the circulation path 161, and cools the fuel cell stack 100 to a predetermined temperature. In this case, the driving amount of the circulation pump 164, that is, the circulation supply amount of the cooling medium and the adjustment flow rate by the three-way flow rate adjustment valve 163 are detected by the fuel cell temperature (cell temperature) as the detection temperature of the temperature sensor 166 and the current sensor 106. It is determined by the control device 200 based on the power generation state.

２次電池１７２は、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４を介して燃料電池スタック１００に接続されており、燃料電池スタック１００とは別の電力源として機能し、モーター１７０等に供給する電力源として燃料電池スタック１００と併用される。本実施例では、後述するように燃料電池スタック１００をアクセル１８０の踏込に応じた発電状態下で運転制御（通常制御）することを前提とするので、燃料電池スタック１００の運転停止状態において、２次電池１７２は、その充電電力をモーター１７０に供給する。２次電池１７２としては、例えば、鉛充電池や、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などを採用することができる。２次電池１７２には、容量検出センサー１７６が接続され、当該センサーは、２次電池１７２の充電状態を検出し、その検出充電量（電池容量）を制御装置２００に出力する。   The secondary battery 172 is connected to the fuel cell stack 100 via a DC / DC converter 174, functions as a power source different from the fuel cell stack 100, and serves as a power source supplied to the motor 170 and the like. Used with 100. In this embodiment, since it is assumed that the fuel cell stack 100 is operated and controlled (normal control) in a power generation state corresponding to the depression of the accelerator 180 as will be described later, in the operation stop state of the fuel cell stack 100, 2 The secondary battery 172 supplies the charging power to the motor 170. As the secondary battery 172, for example, a lead-charged battery, a nickel metal hydride battery, a lithium ion battery, or the like can be employed. A capacity detection sensor 176 is connected to the secondary battery 172, and the sensor detects a charging state of the secondary battery 172 and outputs the detected charge amount (battery capacity) to the control device 200.

ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、２次電池１７２の充・放電を制御する充放電制御機能を有しており、制御装置２００の制御信号を受けて２次電池１７２の充・放電を制御する。この他、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、燃料電池スタック１００の発電電力および２次電池１７２の蓄電電力の引出とモーター１７０への電圧印加とを、制御装置２００の制御下で行い、電力引出状態とモーター１７０に掛かる電圧レベルを可変に調整する。   The DC / DC converter 174 has a charge / discharge control function for controlling charge / discharge of the secondary battery 172, and controls charge / discharge of the secondary battery 172 in response to a control signal from the control device 200. In addition, the DC / DC converter 174 performs the extraction of the generated power of the fuel cell stack 100 and the stored power of the secondary battery 172 and the application of the voltage to the motor 170 under the control of the control device 200, The voltage level applied to the motor 170 is variably adjusted.

制御装置２００は、論理演算を実行するＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたいわゆるマイクロコンピュータで構成され、アクセル１８０等のセンサー入力を受けて燃料電池搭載車両２０の種々の制御を司る。例えば、制御装置２００は、アクセル１８０の操作状態に応じたモーター１７０への要求電力を求め、その要求電力が燃料電池スタック１００の発電で得られるよう、或いは、２次電池１７２の充電電力、もしくはこの両者で賄うよう、燃料電池スタック１００を発電制御して当該スタックからの発電電力の出力を制御しつつ、モーター１７０に電力を供給する。モーター１７０の要求電力を燃料電池スタック１００の発電で得る場合には、その要求電力に見合うよう水素ガス供給系１２０や空気供給系１４０でのガス供給量を制御（通常制御）する。また、制御装置２００は、モーター１７０への要求電力に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４を制御する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４と燃料電池スタック１００との接続の様子については、後述する。   The control device 200 is configured by a so-called microcomputer having a CPU, a ROM, a RAM and the like for executing logical operations, and receives various sensor inputs from the accelerator 180 and controls various controls of the fuel cell vehicle 20. For example, the control device 200 obtains the required power to the motor 170 according to the operation state of the accelerator 180, and the required power is obtained by the power generation of the fuel cell stack 100, or the charging power of the secondary battery 172, or Power is supplied to the motor 170 while controlling the power generation of the fuel cell stack 100 and controlling the output of the generated power from the stack so as to cover both. When the required power of the motor 170 is obtained by the power generation of the fuel cell stack 100, the gas supply amount in the hydrogen gas supply system 120 and the air supply system 140 is controlled (normal control) to meet the required power. Further, the control device 200 controls the DC / DC converter 174 according to the required power to the motor 170. The state of connection between the DC / DC converter 174 and the fuel cell stack 100 will be described later.

この他、制御装置２００は、車速センサー１８２の検出した車速や、外気温センサー１８４の検出した外気温、水素ガス供給系１２０において流量センサー１２８が検出した水素ガス流量、空気供給系１４０において流量センサー１４７の検出したエアー流量、容量検出センサー１７６が検出した２次電池１７２の電池容量（以下、ＳＯＣ）等を、上記した制御を行う上での制御パラメータとして入力する。この制御装置２００は、既述した適用１の燃料電池システムにおける発電制御などを担う。   In addition, the control device 200 includes a vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 182, an outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 184, a hydrogen gas flow rate detected by the flow sensor 128 in the hydrogen gas supply system 120, and a flow rate sensor in the air supply system 140. The air flow rate detected by 147, the battery capacity (hereinafter referred to as SOC) of the secondary battery 172 detected by the capacity detection sensor 176, etc. are input as control parameters for performing the above-described control. The control device 200 is responsible for power generation control and the like in the fuel cell system of Application 1 described above.

次に、燃料電池スタック１００の構成について説明する。図２は燃料電池スタック１００の概略構成をその構成単位である電池セルユニット３４０とスタック両端のターミナルプレートの構成と併せて示す説明図である。   Next, the configuration of the fuel cell stack 100 will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the schematic configuration of the fuel cell stack 100 together with the configuration of the battery cell unit 340 as the structural unit and the terminal plates at both ends of the stack.

燃料電池スタック１００は、電池セルユニット３４０の各コーナ周辺に締結シャフト１００ｓを配置して備える。締結シャフト１００ｓは、そのシャフト端においてボルトにてエンドプレート３１０ａに当接して固定されることで、上記した電池セルユニット３４０のそれぞれをスタック構造として一対のエンドプレート３１０ａの間において締結する。   The fuel cell stack 100 includes a fastening shaft 100 s arranged around each corner of the battery cell unit 340. The fastening shaft 100s is fastened between the pair of end plates 310a with each of the battery cell units 340 as a stack structure by being abutted and fixed to the end plate 310a with a bolt at the shaft end.

燃料電池スタック１００は、電池セルユニット３４０を挟持するに当たり、エンドプレート３１０ａの側にそれぞれ絶縁板３２０ａと前端側ターミナルプレート３３１と後端側ターミナルプレート３３２とを介在させる。エンドプレート３１０ａは、剛性を確保するため、鋼等の金属によって形成されている。絶縁板３２０ａは、ゴムや、樹脂等の絶縁性部材によって形成されている。前端側ターミナルプレート３３１と後端側ターミナルプレート３３２は、緻密質カーボンや、銅板などのガス不透過な導電性のプレート材によって形成され、その一部領域、本実施例では、図２における上下を区画する領域に、絶縁体３６０を備える。この絶縁体３６０は、上記の前後のターミナルプレートを図における上下に電気的に絶縁して区画する。   When the battery cell unit 340 is sandwiched between the fuel cell stack 100, an insulating plate 320a, a front end side terminal plate 331, and a rear end side terminal plate 332 are interposed on the end plate 310a side, respectively. The end plate 310a is formed of a metal such as steel in order to ensure rigidity. The insulating plate 320a is formed of an insulating member such as rubber or resin. The front end side terminal plate 331 and the rear end side terminal plate 332 are formed of dense carbon, a gas-impermeable conductive plate material such as a copper plate, and a partial region thereof, in this embodiment, the top and bottom in FIG. An insulator 360 is provided in the area to be partitioned. The insulator 360 partitions the front and rear terminal plates by electrically insulating them vertically in the figure.

前端側のエンドプレート３１０ａと絶縁板３２０ａおよび前端側ターミナルプレート３３１は、それぞれの電池セルユニット３４０に対応した空気供給口３１２ＩＮ、空気排気口３１２ＯＵＴ、水素供給口３１４ＩＮ、水素排気口３１４ＯＵＴ、冷却水供給口３１６ＩＮおよび冷却水排出口３１６ＯＵＴを備える。その一方、後端側のエンドプレート３１０ａと絶縁板３２０ａおよび後端側ターミナルプレート３３２は、これら給排口を備えない。これは、空気および水素を前端側のエンドプレート３１０ａからそれぞれの電池セルユニット３４０に供給しつつ、その余剰分とアノードオフガスおよびカソードオフガスを後端側ターミナルプレート３３２に接合した電池セルユニット３４０にて（詳しくは当該セルのセパレーターにて）折り返して前端側のエンドプレート３１０ａに戻すタイプの燃料電池であることによる。つまり、燃料電池スタック１００は、電池セルユニット３４０のスタック構造の端部の側、具体的には前端側のエンドプレート３１０ａにおいて、それぞれの電池セルユニット３４０へのガスの給排を行う。電池セルユニット３４０におけるガス給排については、後述する。冷却水についても、前端側のエンドプレート３１０ａからそれぞれの電池セルユニット３４０に供給されて折り返され、前端側のエンドプレート３１０ａに戻る。   The front end side end plate 310a, the insulating plate 320a, and the front end side terminal plate 331 have an air supply port 312IN, an air exhaust port 312OUT, a hydrogen supply port 314IN, a hydrogen exhaust port 314OUT, and a cooling water supply corresponding to each battery cell unit 340. A port 316IN and a cooling water discharge port 316OUT are provided. On the other hand, the end plate 310a on the rear end side, the insulating plate 320a, and the rear end side terminal plate 332 do not include these supply / discharge ports. This is because the air and hydrogen are supplied from the end plate 310a on the front end side to each battery cell unit 340, while the surplus, the anode off gas and the cathode off gas are joined to the rear end side terminal plate 332. This is because the fuel cell is of a type that is folded back to the front end side end plate 310a (specifically, at the separator of the cell). That is, the fuel cell stack 100 supplies and discharges gas to and from each battery cell unit 340 on the end portion side of the stack structure of the battery cell unit 340, specifically, the end plate 310a on the front end side. The gas supply / discharge in the battery cell unit 340 will be described later. The cooling water is also supplied from the end plate 310a on the front end side to each battery cell unit 340 and folded back, and returns to the end plate 310a on the front end side.

前端側ターミナルプレート３３１と後端側ターミナルプレート３３２の両ターミナルプレートは、空気供給口３１２ＩＮ等の開口を有する点で相違するものの、共に、燃料電池スタック１００の前端側の電池セルユニット３４０或いは後端側の電池セルユニット３４０に接合して用いられ、燃料電池スタック１００の発電電力を外部に出力する。そして、上記の両ターミナルプレートは、絶縁体３６０にて絶縁分割された領域ごとに、前端上部端子３３３ｆと後端上部端子３３３ｂ、前端下部端子３３４ｆと後端下部端子３３４ｂを備え、これら端子から既述したＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に発電電力を出力する。この場合、上記の両ターミナルプレートは、絶縁体３６０により、その上部を、空気供給口３１２ＩＮと水素供給口３１４ＩＮとを含むガス供給側発電領域３６２とし、絶縁体下部を、空気排気口３１２ＯＵＴと水素排気口３１４ＯＵＴとを含むガス排気側発電領域３６４とする。なお、各端子からＤＣ／ＤＣコンバーター１７４への発電電力の出力の様子、即ち制御装置２００の制御下におけるＤＣ／ＤＣコンバーター１７４を介した発電電力の出力制御の様子は後述する。   Both the front end side terminal plate 331 and the rear end side terminal plate 332 are different in that they have openings such as the air supply port 312IN, but both are the battery cell unit 340 on the front end side of the fuel cell stack 100 or the rear end. It is used by being joined to the battery cell unit 340 on the side and outputs the generated power of the fuel cell stack 100 to the outside. Each of the terminal plates includes a front end upper terminal 333f and a rear end upper terminal 333b, a front end lower terminal 334f, and a rear end lower terminal 334b for each region divided by the insulator 360. The generated power is output to the DC / DC converter 174 described above. In this case, both the above-described terminal plates are made of an insulator 360, and the upper part thereof is a gas supply side power generation region 362 including an air supply port 312IN and a hydrogen supply port 314IN, and the lower part of the insulator is an air exhaust port 312OUT and hydrogen. A gas exhaust side power generation region 364 including the exhaust port 314OUT is used. The state of output of the generated power from each terminal to the DC / DC converter 174, that is, the state of output control of the generated power via the DC / DC converter 174 under the control of the control device 200 will be described later.

燃料電池スタック１００を構成するそれぞれの電池セルユニット３４０は、電池セル３５０を対向するセパレーター３４１で挟持する。電池セル３５０は、図１の拡大模式図に示すように、電解質膜１０１の両側にアノード１０２とカソード１０３の両電極を備える。このアノード１０２とカソード１０３は、電解質膜１０１の両膜面に接合され電解質膜１０１と共に膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly／ＭＥＡ）を形成する。この他、電池セル３５０は、上記のＭＥＡを両側から挟持するアノード側ガス拡散層１０４とカソード側ガス拡散層１０５とを備え（図１参照）、両ガス拡散層は、対応する電極に接合されている。   Each battery cell unit 340 constituting the fuel cell stack 100 sandwiches the battery cell 350 with an opposing separator 341. As shown in the enlarged schematic diagram of FIG. 1, the battery cell 350 includes both the anode 102 and the cathode 103 on both sides of the electrolyte membrane 101. The anode 102 and the cathode 103 are joined to both membrane surfaces of the electrolyte membrane 101 to form a membrane electrode assembly (MEA) together with the electrolyte membrane 101. In addition, the battery cell 350 includes an anode-side gas diffusion layer 104 and a cathode-side gas diffusion layer 105 that sandwich the MEA from both sides (see FIG. 1), and both gas diffusion layers are bonded to corresponding electrodes. ing.

電解質膜１０１は、固体高分子材料、例えばフッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好な電気伝導性を示す。アノード１０２およびカソード１０３は、触媒（例えば白金、あるいは白金合金）を備えており、これらの触媒を、導電性を有する担体（例えば、カーボン粒子）上に担持させることによって形成されている。アノード側ガス拡散層１０４とカソード側ガス拡散層１０５は、ガス透過性を有する導電性で多孔質な部材、例えば、カーボンペーパやカーボンクロスを多孔質基材として形成される。   The electrolyte membrane 101 is a proton conductive ion exchange membrane formed of a solid polymer material, for example, a fluorine-based resin, and exhibits good electrical conductivity in a wet state. The anode 102 and the cathode 103 include a catalyst (for example, platinum or a platinum alloy), and are formed by supporting these catalysts on a conductive carrier (for example, carbon particles). The anode-side gas diffusion layer 104 and the cathode-side gas diffusion layer 105 are formed using a conductive porous member having gas permeability, for example, carbon paper or carbon cloth as a porous substrate.

セパレーター３４１は、この電池セル３５０ごとに反応ガス（水素ガスを含有する燃料ガス又は酸素を含有する酸化ガス）が流れるガス流路を形成する部材であって、水素透過性が低く導電性の良好な材料で形成される。例えば、樹脂に導電材料を混入して成形したプレート状の導電性複合材や金属鋼板などがセパレーター３４１の形成に用いられる。セパレーター３４１は、その外周近くの互いに対応する位置に、貫通孔３４４〜３４９を備えている。貫通孔３４４〜３４７は、電池セルユニット３４０をスタック構造に複数積層させた場合に、互いに重なり合って、電池セルユニット３４０の積層方向に沿って燃料電池内部を貫通するガス流路を形成する。貫通孔３４８〜３４９にあっては、電池セルユニット３４０をスタック構造に複数積層させた場合に、互いに重なり合って、電池セルユニット３４０の積層方向に沿って燃料電池内部を貫通する冷媒流路を形成する。そして、貫通孔３４４と貫通孔３４５は、セル内エアー流路３４２の両端に位置して、それぞれエンドプレート３１０ａの空気供給口３１２ＩＮと空気排気口３１２ＯＵＴに接合し、ガス給排マニホールドとして機能する。貫通孔３４６と貫通孔３４７にあっては、セル内水素ガス流路３４３の両端に位置して、それぞれエンドプレート３１０ａの水素供給口３１４ＩＮと水素排気口３１４ＯＵＴに接合し、ガス給排マニホールドとして機能する。貫通孔３４８と貫通孔３４９にあっては、図示しないセル内冷却流路の両端に位置して、それぞれエンドプレート３１０ａの冷却水供給口３１６ＩＮと冷却水排出口３１６ＯＵＴに接合し、冷却水給排マニホールドとして機能する。   The separator 341 is a member that forms a gas flow path through which a reaction gas (a fuel gas containing hydrogen gas or an oxidizing gas containing oxygen) flows for each battery cell 350, and has low hydrogen permeability and good conductivity. It is made of a new material. For example, a plate-shaped conductive composite material or metal steel plate formed by mixing a conductive material into resin is used for forming the separator 341. The separator 341 includes through holes 344 to 349 at positions corresponding to each other near the outer periphery thereof. When a plurality of battery cell units 340 are stacked in a stack structure, the through holes 344 to 347 overlap with each other to form a gas flow path that penetrates the inside of the fuel cell along the stacking direction of the battery cell units 340. In the through holes 348 to 349, when a plurality of battery cell units 340 are stacked in a stack structure, a refrigerant flow path that overlaps each other and penetrates the inside of the fuel cell along the stacking direction of the battery cell units 340 is formed. To do. The through holes 344 and the through holes 345 are located at both ends of the in-cell air flow path 342 and are joined to the air supply port 312IN and the air exhaust port 312OUT of the end plate 310a, respectively, and function as a gas supply / discharge manifold. The through-hole 346 and the through-hole 347 are located at both ends of the in-cell hydrogen gas flow path 343 and are joined to the hydrogen supply port 314IN and the hydrogen exhaust port 314OUT of the end plate 310a, respectively, and function as a gas supply / discharge manifold. To do. The through hole 348 and the through hole 349 are located at both ends of an in-cell cooling flow path (not shown), and are joined to the cooling water supply port 316IN and the cooling water discharge port 316OUT of the end plate 310a, respectively. Functions as a manifold.

セパレーター３４１は、上記した各マニホールドを介したガス給排を電池セルごとに行うべく、その表裏面に、セル内エアー流路３４２とセル内水素ガス流路３４３とを備える。本実施例では、この両流路は、セル面内（電極面内）において直交配列された流路とされ、セル内エアー流路３４２は図において上下に延びる多列の直線状流路とされ、流路上下流側で貫通孔３４４と貫通孔３４５に接続している。よって、電池セル３５０は、空気供給口３１２ＩＮを経て供給された空気を、貫通孔３４４からセル内エアー流路３４２に流入させ、当該流路軌跡に沿ってカソード１０３に空気を供給する。余剰の空気は、貫通孔３４５を経て空気排気口３１２ＯＵＴから排出される。水素についても同様である。   The separator 341 includes an in-cell air flow path 342 and an in-cell hydrogen gas flow path 343 on the front and back surfaces of the separator 341 so as to supply and discharge gas for each battery cell via each manifold. In this embodiment, both the flow paths are flow paths arranged orthogonally in the cell plane (in the electrode plane), and the in-cell air flow paths 342 are multi-row linear flow paths extending vertically in the figure. The through hole 344 and the through hole 345 are connected on the upstream and downstream sides of the flow path. Accordingly, the battery cell 350 causes the air supplied through the air supply port 312IN to flow into the in-cell air flow path 342 from the through hole 344, and supplies air to the cathode 103 along the flow path trajectory. Excess air is discharged from the air exhaust port 312OUT through the through hole 345. The same applies to hydrogen.

また、セパレーター３４１は、前端側ターミナルプレート３３１および後端側ターミナルプレート３３２の絶縁体３６０と重なる絶縁体３６０を備える。よって、電池セル３５０を挟持するセパレーター３４１にあっても、この絶縁体３６０により、その上下を電気的に絶縁して区画し、絶縁体３６０の上部および下部を、既述したガス供給側発電領域３６２とガス排気側発電領域３６４とする。この場合、電池セル３５０は、絶縁体３６０を有しないことから、供給された水素と酸素の電気化学反応を電極面の全域、即ちガス供給側発電領域３６２に対応した電極面とガス排気側発電領域３６４に対応した電極面とにおいてそれぞれ進行させて発電する。こうして得られた発電電力は、ガス供給側発電領域３６２については、これに属する前端上部端子３３３ｆと後端上部端子３３３ｂとで集電され、ガス排気側発電領域３６４については、これに属する前端下部端子３３４ｆと後端下部端子３３４ｂとで集電され、それぞれの発電領域から個別に出力可能となる。   The separator 341 includes an insulator 360 that overlaps the insulator 360 of the front end side terminal plate 331 and the rear end side terminal plate 332. Therefore, even in the separator 341 that sandwiches the battery cell 350, the insulator 360 is partitioned by electrically insulating the upper and lower sides, and the upper and lower portions of the insulator 360 are separated from the gas supply side power generation region described above. 362 and the gas exhaust side power generation region 364. In this case, since the battery cell 350 does not have the insulator 360, the electrochemical reaction between the supplied hydrogen and oxygen is performed over the entire electrode surface, that is, the electrode surface corresponding to the gas supply side power generation region 362 and the gas exhaust side power generation. Electric power is generated by proceeding with the electrode surface corresponding to the region 364. The generated power thus obtained is collected by the front end upper terminal 333f and the rear end upper terminal 333b belonging to the gas supply side power generation region 362, and the front end lower part belonging to the gas exhaust side power generation region 364. The current is collected by the terminal 334f and the rear end lower terminal 334b, and can be output individually from each power generation region.

次に、燃料電池スタック１００における各電池セルユニット３４０からの発電電力の出力系統について説明する。図３は燃料電池スタック１００とその発電電力の出力を図るＤＣ／ＤＣコンバーター１７４との接続系統を示す説明図である。   Next, the output system of the generated power from each battery cell unit 340 in the fuel cell stack 100 will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a connection system between the fuel cell stack 100 and a DC / DC converter 174 that outputs the generated power.

図示するように、燃料電池スタック１００は、ガス供給側発電領域３６２に属する前端上部端子３３３ｆと後端上部端子３３３ｂとをＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に接続し、ガス排気側発電領域３６４に属する前端下部端子３３４ｆと後端下部端子３３４ｂとについては、ガス供給側発電領域３６２とは異なる系統でＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に接続する。こうして上記の各端子に接続されたＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、制御装置２００からの制御信号を受けて、ガス供給側発電領域３６２に対応した電極面で進行した電気化学反応に基づく発電電力と、ガス排気側発電領域３６４に対応した電極面で進行した電気化学反応に基づく発電電力とを、個別に取り出し、その取り出した発電電力の出力を制御装置２００からの制御信号により制御する。この場合、燃料電池スタック１００における各電池セルユニット３４０において、空気は、図中の白抜き矢印に示すように、空気の供給側から排出側に向けて流れ、既述した電池セル３５０におけるアノード１０２とカソード１０３の並びにより、前端上部端子３３３ｆと前端下部端子３３４ｆが負極端子となり、後端上部端子３３３ｂと後端下部端子３３４ｂが正極端子となる。   As shown in the figure, the fuel cell stack 100 has a front end upper terminal 333f and a rear end upper terminal 333b belonging to the gas supply side power generation region 362 connected to a DC / DC converter 174, and a front end lower portion belonging to the gas exhaust side power generation region 364. The terminal 334f and the rear end lower terminal 334b are connected to the DC / DC converter 174 through a system different from the gas supply side power generation region 362. In this way, the DC / DC converter 174 connected to each of the terminals receives a control signal from the control device 200, and generates power based on an electrochemical reaction that proceeds on the electrode surface corresponding to the gas supply-side power generation region 362. The generated power based on the electrochemical reaction proceeding on the electrode surface corresponding to the gas exhaust side power generation region 364 is individually taken out, and the output of the taken out generated power is controlled by a control signal from the control device 200. In this case, in each battery cell unit 340 in the fuel cell stack 100, the air flows from the air supply side to the discharge side as indicated by the white arrow in the drawing, and the anode 102 in the battery cell 350 described above. The front end upper terminal 333f and the front end lower terminal 334f are negative terminals, and the rear end upper terminal 333b and the rear end lower terminal 334b are positive terminals.

次に、上記した構成を有する燃料電池搭載車両２０の制御装置２００が行う燃料電池スタック１００の発電制御について説明する。図４は制御装置２００による燃料電池スタック１００の発電制御の制御手順を示すフローチャートである。制御装置２００は、燃料電池システム３０が起動すると、ドライバーからの燃料電池搭載車両２０に対する駆動要求に基づいて燃料電池スタック１００を発ガス電制御する通常運転の実行を開始する（ステップＳ１００）。燃料電池搭載車両２０に対するドライバーからの駆動要求は、ドライバーによるアクセル１８０の踏込操作量やその踏込速度等から要求電力Ｐｔとして得ることができる。   Next, power generation control of the fuel cell stack 100 performed by the control device 200 of the fuel cell vehicle 20 having the above-described configuration will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a control procedure of power generation control of the fuel cell stack 100 by the control device 200. When the fuel cell system 30 is activated, the control device 200 starts execution of a normal operation in which the fuel cell stack 100 is gas-electrically controlled based on a drive request from the driver to the fuel cell-equipped vehicle 20 (step S100). The drive request from the driver to the fuel cell vehicle 20 can be obtained as the required power Pt from the amount of stepping operation of the accelerator 180 by the driver, the stepping speed, and the like.

図５は燃料電池スタック１００の運転時における燃料電池スタック１００の出力制御を説明するための説明図である。この図５には、燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性を示すグラフＧI-Vと、Ｉ−Ｐ特性を示すグラフＧI-Pとを、左右の縦軸をそれぞれ電圧（Ｖ）と電力（Ｐ）とし、横軸を電流（Ｉ）として示してある。通常、燃料電池のＩ−Ｖ特性は、電流の増加に従って下降する横Ｓ字状の曲線グラフとして表される。また、燃料電池のＩ−Ｐ特性は、上に凸の曲線グラフとして表される。 FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining output control of the fuel cell stack 100 during operation of the fuel cell stack 100. FIG. 5 shows a graph G IV showing the IV characteristics of the fuel cell stack 100 and a graph G IP showing the IP characteristics, where the left and right vertical axes are voltage (V) and power (P), respectively. The horizontal axis is shown as current (I). Usually, the IV characteristic of a fuel cell is represented as a horizontal S-shaped curve graph that decreases as the current increases. In addition, the IP characteristic of the fuel cell is expressed as an upwardly convex curve graph.

制御装置２００は、燃料電池スタック１００についてのＩ−Ｖ特性およびＩ−Ｐ特性を表す情報を、燃料電池スタック１００の制御用情報として予め記憶している。なお、燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性およびＩ−Ｐ特性は、燃料電池スタック１００の運転温度など、その運転条件に応じて変化するため、制御装置２００は、それらの運転条件ごとの制御用情報を有していることが好ましい。   The control device 200 stores in advance information representing IV characteristics and IP characteristics of the fuel cell stack 100 as control information for the fuel cell stack 100. Since the IV characteristic and the IP characteristic of the fuel cell stack 100 change according to the operating conditions such as the operating temperature of the fuel cell stack 100, the control device 200 performs control for each of the operating conditions. It is preferable to have information.

制御装置２００は、燃料電池スタック１００のＩ−Ｐ特性に基づいて、要求電力Ｐｔに対して燃料電池スタック１００が出力すべき目標電流Ｉｔを取得する。そして、制御装置２００は、燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性に基づいて、目標電流Ｉｔを出力するための燃料電池スタック１００の目標電圧Ｖｔを取得する。制御装置２００は、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に目標電圧Ｖｔに設定させることにより、燃料電池スタック１００および２次電池１７２に要求電力Ｐｔを出力させる。こうした取得した目標電流Ｉｔや目標電圧Ｖｔが得られるよう、制御装置２００は、水素および空気のガス供給量を算出して、図１における水素ガス供給系１２０の開閉バルブ１２４や循環ポンプ１２７、および空気供給系１４０のコンプレッサ１３０等を駆動制御する。   Based on the IP characteristic of the fuel cell stack 100, the control device 200 acquires the target current It that the fuel cell stack 100 should output with respect to the required power Pt. The control device 200 acquires the target voltage Vt of the fuel cell stack 100 for outputting the target current It based on the IV characteristic of the fuel cell stack 100. The control device 200 causes the fuel cell stack 100 and the secondary battery 172 to output the required power Pt by causing the DC / DC converter 174 to set the target voltage Vt. In order to obtain the acquired target current It and target voltage Vt, the control device 200 calculates gas supply amounts of hydrogen and air, and the on-off valve 124 and the circulation pump 127 of the hydrogen gas supply system 120 in FIG. The compressor 130 and the like of the air supply system 140 are driven and controlled.

制御装置２００は、上記の要求電力Ｐｔに対する燃料電池スタック１００の目標電流Ｉｔの取得に際して、２次電池１７２からの放電電力制御をも実行する。図６は制御装置２００による２次電池１７２の放電電力制御の制御手順を示すフローチャートである。   The control device 200 also executes discharge power control from the secondary battery 172 when acquiring the target current It of the fuel cell stack 100 for the required power Pt. FIG. 6 is a flowchart showing a control procedure of discharge power control of the secondary battery 172 by the control device 200.

制御装置２００は、上記の通常運転および後述の一時的電圧降下の際にあっても、図６に示す放電電力制御を繰り返して実行しており、まず、ドライバーによるアクセル１８０の踏込操作量やその踏込速度等から要求電力Ｐｔを算出する（ステップＳ２００）。次いで、既述した燃料電池スタック１００についての目標電流Ｉｔ目標電圧Ｖｔとから、燃料電池スタック１００の発電電力Ｆｖを算出し（ステップＳ２１０）、要求電力Ｐｔと発電電力Ｆｖとの差分を２次電池１７２に必要な放電電力Ｂｖとして算出する（ステップＳ２２０）。   The control device 200 repeatedly executes the discharge power control shown in FIG. 6 even during the above-described normal operation and a temporary voltage drop described later. The required power Pt is calculated from the stepping speed or the like (step S200). Next, the generated power Fv of the fuel cell stack 100 is calculated from the target current It target voltage Vt for the fuel cell stack 100 described above (step S210), and the difference between the required power Pt and the generated power Fv is determined as the secondary battery. It is calculated as the discharge power Bv required for 172 (step S220).

次いで、この放電電力Ｂｖが２次電池１７２にその性能上許容される所定の放電電力量αを下回るか否かを判定し（ステップＳ２３０）、肯定判定すれば、制御装置２００は、２次電池１７２から放電電力Ｂｖでの放電を行い（ステップＳ２４０）、処理を一旦終了する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、制御装置２００の制御を受けて、燃料電池スタック１００の発電電力Ｆｖと２次電池１７２の放電電力Ｂｖとを、モーター１７０の駆動のために出力する。この放電電力量αは、２次電池１７２の性能や耐久性から予め定まり、制御装置２００に記憶済みである。   Next, it is determined whether or not the discharge power Bv is lower than a predetermined discharge power amount α allowed for the performance of the secondary battery 172 (step S230). Discharge with the discharge power Bv is performed from 172 (step S240), and the process is temporarily terminated. Accordingly, the DC / DC converter 174 receives the control of the control device 200 and outputs the generated power Fv of the fuel cell stack 100 and the discharged power Bv of the secondary battery 172 for driving the motor 170. This discharge power amount α is determined in advance from the performance and durability of the secondary battery 172 and stored in the control device 200.

一方、制御装置２００は、ステップＳ２３０において否定判定すると、２次電池１７２から放電電力Ｂｖを放電電力量αに制限し、この放電電力量αで２次電池１７２からの放電を行い（ステップＳ２５０）、処理を一旦終了する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、制御装置２００の制御を受けて、燃料電池スタック１００の発電電力Ｆｖと２次電池１７２の放電電力Ｂｖ（＝放電電力量α）とを、モーター１７０の駆動のために出力する。なお、燃料電池スタック１００の通常運転であれば、燃料電池スタック１００の発電電力Ｆｃも安定していることから、２次電池１７２は、ステップＳ２４０を経てその放電電力Ｂｖを出力することになる。   On the other hand, if negative determination is made in step S230, control device 200 restricts discharge power Bv from secondary battery 172 to discharge power amount α, and discharges from secondary battery 172 with this discharge power amount α (step S250). , The process is temporarily terminated. Thus, the DC / DC converter 174 receives the control of the control device 200 and drives the motor 170 to generate the generated power Fv of the fuel cell stack 100 and the discharged power Bv (= discharge power amount α) of the secondary battery 172. Output for Note that if the fuel cell stack 100 is in normal operation, the generated power Fc of the fuel cell stack 100 is also stable, so the secondary battery 172 outputs the discharge power Bv through step S240.

制御装置２００は、通常運転の実行中に、所定の周期で、燃料電池スタック１００の発電電圧の一時的な低下をもたらすべき事象の有無を判定する（図４：ステップＳ１１０）。例えば、温度センサー１６６をスキャンして燃料電池スタック１００の温度を検出し、スタックが高温状態であると、燃料電池スタック１００の発電電圧の一時的な低下をもたらすべき事象が起きている、もしくは起きると判定する。そして、制御装置２００は、このステップＳ１１０で発電電圧の一時的な低下をもたらす事象が起きていないと判定すれば、通常運転の制御（ステップＳ１００）を再開する。 The control device 200 determines whether or not there is an event that should cause a temporary decrease in the generated voltage of the fuel cell stack 100 at a predetermined cycle during execution of the normal operation ( FIG. 4: step S110). For example, the temperature sensor 166 is scanned to detect the temperature of the fuel cell stack 100, and if the stack is in a high temperature state, an event that should cause a temporary decrease in the generated voltage of the fuel cell stack 100 has occurred or occurs. Is determined. If it is determined in step S110 that an event that causes a temporary decrease in the generated voltage has not occurred, control device 200 resumes normal operation control (step S100).

一般に、燃料電池スタック１００では、その有する各電池セルユニット３４０が高温状態での運転を継続すると、電池セル３５０の電解質膜１０１の乾燥が進む。また、アノード１０２やカソード１０３の電極触媒層では、触媒はアイオノマーにより被覆された状態にあるが、このアイオノマー周囲の水分が高温度に晒されて少なくなり、触媒の露出や露出表面の酸化を招き得る。こうなると、触媒性能が低下して、電池セル３５０や電池セルユニット３４０、延いては燃料電池スタック１００の発電性能の低下が危惧される。よって、例えば、既述した高温状態での運転継続により燃料電池スタック１００の発電電圧の一時的な低下をもたらすべき事象が起きている、もしくは起きると判定すると、生成水の増加を介して乾燥抑制や水分補充を図る一時的電圧低下運転を実行する（ステップＳ１２０）。   In general, in the fuel cell stack 100, when each battery cell unit 340 included in the fuel cell stack 100 continues to operate at a high temperature, drying of the electrolyte membrane 101 of the battery cell 350 proceeds. In the electrode catalyst layers of the anode 102 and the cathode 103, the catalyst is covered with an ionomer. However, the moisture around the ionomer is exposed to a high temperature, and the catalyst is exposed and the exposed surface is oxidized. obtain. In this case, the catalyst performance is lowered, and there is a concern that the power generation performance of the battery cell 350, the battery cell unit 340, and thus the fuel cell stack 100 may be lowered. Therefore, for example, if it is determined that an event that should cause a temporary decrease in the power generation voltage of the fuel cell stack 100 is occurring due to the continuation of the operation in the high temperature state described above, the drying is suppressed through an increase in generated water. Or a temporary voltage drop operation for replenishing water (step S120).

制御装置２００は、この一時的電圧低下運転を行うに当たり、図２〜図３に示したガス供給側発電領域３６２とガス排気側発電領域３６４とで、異なる出力制御を行う。まず、制御装置２００は、ガス供給側発電領域３６２については、前端上部端子３３３ｆと後端上部端子３３３ｂとで接続されたＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に対して、低電圧で高電流の発電電力の出力をする制御信号を出力する。これにより、ガス供給側発電領域３６２では、図５の燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性における通常運転の際の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）に比して、低電圧で高電流の運転ポイント（目標電流ＩｔＬ／目標電圧ＶｔＨ）での発電電力に対応した発電が起き、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、その発電電力をモーター１７０に出力する。その一方、ガス排気側発電領域３６４では、図５の燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性における通常運転の際の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）のままでの発電電力に対応した発電が起き、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、その発電電力をモーター１７０に出力する。この場合、ガス供給側発電領域３６２からの発電電力とガス排気側発電領域３６４からの発電電力は、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４にて、合わせてモーター１７０に出力される。   The control device 200 performs different output control in the gas supply side power generation region 362 and the gas exhaust side power generation region 364 shown in FIGS. First, for the gas supply side power generation region 362, the control device 200 outputs low-voltage and high-current generated power to the DC / DC converter 174 connected by the front end upper terminal 333f and the rear end upper terminal 333b. A control signal is output. Thereby, in the gas supply side power generation region 362, a high current with a low voltage as compared with an operation point (target current It / target voltage Vt) during normal operation in the IV characteristics of the fuel cell stack 100 of FIG. The power generation corresponding to the generated power at the operating point (target current ItL / target voltage VtH) occurs, and the DC / DC converter 174 outputs the generated power to the motor 170. On the other hand, in the gas exhaust side power generation region 364, power generation corresponding to the generated power at the operation point (target current It / target voltage Vt) during normal operation in the IV characteristics of the fuel cell stack 100 of FIG. The DC / DC converter 174 outputs the generated power to the motor 170. In this case, the generated power from the gas supply side power generation region 362 and the generated power from the gas exhaust side power generation region 364 are combined and output to the motor 170 by the DC / DC converter 174.

制御装置２００は、上記した一時的電圧低下運転においても、図６に示した放電電力制御を繰り返して実行している。よって、この一時的電圧低下運転では、２次電池１７２は、要求電力Ｐｔと発電電力Ｆｖ（ガス供給側発電領域３６２の発電電力とガス排気側発電領域３６４の発電電力の和）との差分の放電電力Ｂｖを放電する。   The control device 200 repeatedly executes the discharge power control shown in FIG. 6 even in the above temporary voltage drop operation. Therefore, in this temporary voltage drop operation, the secondary battery 172 has a difference between the required power Pt and the generated power Fv (the sum of the generated power in the gas supply side power generation region 362 and the generated power in the gas exhaust side power generation region 364). Discharge power Bv is discharged.

以上説明したように、本実施例の燃料電池搭載車両２０に搭載した燃料電池システム３０は、例えば、高負荷での走行が継続等して燃料電池スタック１００が高温となると、燃料電池スタック１００の発電電圧を一時的に低下させる。この一時的な発電電圧低下を図るに当たり、本実施例の燃料電池システム３０は、燃料電池スタック１００におけるガス供給側発電領域３６２について、これを、Ｉ−Ｖ特性における運転ポイントを低電圧で高電流の運転ポイント（図５参照；目標電流ＩｔＬ／目標電圧ＶｔＨ）で発電させる。このため、ガス排気側発電領域３６４については、発電電圧の一時的な低下を起こすような出力制御を受けず、通常運転の際の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）のまま発電するので、燃料電池スタック１００の全体としては、発電電圧の一時的な大きな低下を起こさない。これにより、燃料電池スタック１００の発電電圧を一時的に低下させることが要請される状況において、発電電圧の一時的な低下に起因した出力低下を小さくできる。この結果、本実施例の燃料電池システム３０によれば、ガス供給側発電領域３６２について発電電圧の一時的な低下を図るだけで、発電電圧の一時的な低下が要請される状況での発電電圧の一時的な低下に起因した出力低下を補う電力を小さくでき、簡便に出力を補填できる。   As described above, the fuel cell system 30 mounted on the fuel cell-equipped vehicle 20 of the present embodiment, for example, when the fuel cell stack 100 reaches a high temperature due to continuous travel under a high load or the like, Temporarily reduce the generated voltage. In order to temporarily reduce the generated voltage, the fuel cell system 30 according to the present embodiment uses the low-voltage operation point for the gas supply-side power generation region 362 in the fuel cell stack 100 at a low voltage. (See FIG. 5; target current ItL / target voltage VtH). For this reason, the gas exhaust side power generation region 364 is not subjected to output control that causes a temporary decrease in power generation voltage, and generates power at the operating point (target current It / target voltage Vt) during normal operation. As a whole, the fuel cell stack 100 does not cause a large temporary decrease in the generated voltage. Thereby, in a situation where it is required to temporarily reduce the power generation voltage of the fuel cell stack 100, it is possible to reduce the output decrease due to the temporary decrease in the power generation voltage. As a result, according to the fuel cell system 30 of the present embodiment, the power generation voltage in a situation where a temporary decrease in the power generation voltage is required only by temporarily reducing the power generation voltage in the gas supply side power generation region 362. Therefore, it is possible to reduce the power to compensate for the decrease in output caused by the temporary decrease in the output, and to easily compensate for the output.

そして、発電電圧の一時的な低下を起こすガス供給側発電領域３６２では、電圧低下に伴って電流が増加するので、その分、生成水の生成量が増える。よって、ガス供給側発電領域３６２における電解質膜１０１の乾燥や触媒性能の低下を抑制できる。しかも、ガス供給側発電領域３６２は、ガスの供給側であるため、ガスの流れ方向の下流側であるガス排気側発電領域３６４には、ガス供給側発電領域３６２でその生成が増えた生成水がガスに運ばれる。このため、ガス排気側発電領域３６４における電解質膜１０１の乾燥抑制や触媒性能の低下抑制に有益となる。   In the gas supply side power generation region 362 that causes a temporary decrease in the generated voltage, the current increases as the voltage decreases, so the amount of generated water increases accordingly. Therefore, drying of the electrolyte membrane 101 in the gas supply side power generation region 362 and a decrease in catalyst performance can be suppressed. In addition, since the gas supply side power generation region 362 is the gas supply side, the generated gas generated in the gas supply side power generation region 362 is added to the gas exhaust side power generation region 364 that is downstream in the gas flow direction. Is carried to gas. For this reason, it is useful for suppressing the drying of the electrolyte membrane 101 in the gas exhaust side power generation region 364 and for suppressing the decrease in catalyst performance.

また、本実施例の燃料電池システム３０は、ガス供給側発電領域３６２についての発電電圧の一時的な低下により、燃料電池スタック１００全体としての出力が低下すると、その出力低下を２次電池１７２で補って要求電力を賄う。この場合、既述したように燃料電池スタック１００全体としての出力低下は小さいので、２次電池１７２による補填電力も小さくなる。この結果、本実施例の燃料電池システム３０によれば、２次電池１７２からの放電電力量が電池性能等から制約されても、その制約範囲でより確実に２次電池１７２によって電力低下を補填できる。そして、この２次電池１７２による電力補填を介して、ドライバーの負荷要求に適う電力をモーター１７０に供給できる。加えて、２次電池１７２では、小さな出力低下を補えばよいことから、図６のステップＳ２３０において否定判定されがたくなるので、発電電圧を一時的に低下させる際でも、２次電池１７２の出力制限（ステップＳ２５０）の頻度を小さくできる。   Further, in the fuel cell system 30 of the present embodiment, when the output of the fuel cell stack 100 as a whole decreases due to a temporary decrease in the power generation voltage for the gas supply side power generation region 362, the output decrease is caused by the secondary battery 172. Compensate for the required power. In this case, as described above, since the output decrease of the fuel cell stack 100 as a whole is small, the supplementary power by the secondary battery 172 is also small. As a result, according to the fuel cell system 30 of the present embodiment, even if the amount of discharge power from the secondary battery 172 is restricted due to battery performance or the like, the secondary battery 172 more reliably compensates for the power reduction within the restricted range. it can. The electric power that meets the driver's load requirement can be supplied to the motor 170 through the power supplement by the secondary battery 172. In addition, since the secondary battery 172 only needs to compensate for a small decrease in output, it is difficult to make a negative determination in step S230 of FIG. 6, so even when the generated voltage is temporarily reduced, the output of the secondary battery 172 The frequency of restriction (step S250) can be reduced.

また、本実施例の燃料電池システム３０では、発電電圧の一時的な低下を起こすガス供給側発電領域３６２は、ガスの供給側であることから、ガス下流側のガス排気側発電領域３６４よりも発電運転時の電圧上昇幅が大きい。よって、本実施例の燃料電池システム３０によれば、発電電圧の一時的な低下に伴う出力低下を既述したように小さくした上で、ガス供給側発電領域３６２における一時的な発電電圧を、確実に起こすことができる。   Further, in the fuel cell system 30 of the present embodiment, the gas supply side power generation region 362 that causes a temporary decrease in the generated voltage is on the gas supply side, so that it is more than the gas exhaust side power generation region 364 on the gas downstream side. The voltage rise during power generation is large. Therefore, according to the fuel cell system 30 of the present embodiment, the temporary power generation voltage in the gas supply side power generation region 362 is reduced after reducing the output decrease due to the temporary decrease in the power generation voltage as described above. Can be surely woken up.

また、上記した燃料電池システム３０を搭載した燃料電池搭載車両２０によれば、燃料電池スタック１００の発電電圧に一時的な低下が求められる状況となっても、既述した出力低下を２次電池１７２にて補って、モーター１７０には要求電力を供給できる。よって、出力低下に起因するドライバビリティーの悪化を招き難くできる。   Further, according to the fuel cell-equipped vehicle 20 equipped with the fuel cell system 30 described above, even if the power generation voltage of the fuel cell stack 100 is required to be temporarily reduced, the above-described output decrease is reduced to the secondary battery. Complementing with 172, the required power can be supplied to the motor 170. Therefore, it is difficult to cause deterioration of drivability due to output reduction.

次に、他の実施例について説明する。図７は第２実施例の燃料電池スタック１００Ａの概略構成を図２相当に表した説明図、図８は燃料電池スタック１００ＡとＤＣ／ＤＣコンバーター１７４との接続系統を示す説明図である。この燃料電池スタック１００Ａは、積層された一部の電池セルユニット３４０について、既述した一時的電圧低下を起こす点に特徴がある。   Next, another embodiment will be described. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the fuel cell stack 100A of the second embodiment corresponding to FIG. 2, and FIG. 8 is an explanatory diagram showing a connection system between the fuel cell stack 100A and the DC / DC converter 174. This fuel cell stack 100A is characterized in that the temporary voltage drop described above occurs in some of the stacked battery cell units 340.

図７に示すように、燃料電池スタック１００Ａは、既述した燃料電池スタック１００とほぼ同じ構成を備え、前端側ターミナルプレート３３１と後端側ターミナルプレート３３２には、絶縁体３６０と前端下部端子３３４ｆ、後端下部端子３３４ｂを備えない。また、前端側ターミナルプレート３３１の側に並んだ複数個、例えば、燃料電池スタック１００Ａにおけるセルスタック数の半分の数の電池セルユニット３４０（以下、これらユニットを前端側電池セルユニット群３４０Ｇとも称する）が絶縁体３６０を備える。そして、残りの電池セルユニットについては、絶縁体３６０を備えない電池セルユニット３４０Ａとされている。なお、図７では、電池セルユニット３４０Ａについての図示を省略しているが、その構成は、図示する電池セルユニット３４０から絶縁体３６０を除外したものである。   As shown in FIG. 7, the fuel cell stack 100A has substantially the same configuration as the fuel cell stack 100 described above. The front end side terminal plate 331 and the rear end side terminal plate 332 include an insulator 360 and a front end lower terminal 334f. The rear end lower terminal 334b is not provided. Further, a plurality of battery cell units 340 arranged on the front end side terminal plate 331 side, for example, the number of battery cell units 340 which is half the number of cell stacks in the fuel cell stack 100A (hereinafter, these units are also referred to as front end side battery cell unit group 340G). Includes an insulator 360. The remaining battery cell units are battery cell units 340A that do not include the insulator 360. In FIG. 7, illustration of the battery cell unit 340 </ b> A is omitted, but the configuration is obtained by removing the insulator 360 from the illustrated battery cell unit 340.

この燃料電池スタック１００Ａは、前端側電池セルユニット群３４０Ｇにおいて前端側ターミナルプレート３３１から最も離れた電池セルユニット３４０に、中央上部端子３３３ｍを有する。燃料電池スタック１００Ａにおける上記の端子は、図８に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４と接続される。そして、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、制御装置２００の制御を受けて、前端側電池セルユニット群３４０Ｇに属する各電池セルユニット３４０のガス供給側発電領域３６２に対応した電極面で進行した電気化学反応に基づく発電電力を個別に取り出し、その取り出した発電電力の出力を制御する。また、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、前端側電池セルユニット群３４０Ｇに属する各電池セルユニット３４０のガス排気側発電領域３６４に対応した電極面で進行した電気化学反応に基づく発電電力と、前端側電池セルユニット群３４０Ｇに含まれない電池セルユニット３４０Ａの全電極面で進行した電気化学反応に基づく発電電力とを合わせて取り出し、その取り出した発電電力の出力を制御する。つまり、この実施例の燃料電池スタック１００Ａでは、前端側電池セルユニット群３４０Ｇに属する各電池セルユニット３４０のガス供給側発電領域３６２が、他のスタック部位と異なる系統でＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に接続されることになる。   This fuel cell stack 100A has a center upper terminal 333m in the battery cell unit 340 farthest from the front end side terminal plate 331 in the front end side battery cell unit group 340G. The terminals in the fuel cell stack 100A are connected to a DC / DC converter 174 as shown in FIG. Then, under the control of the control device 200, the DC / DC converter 174 undergoes an electrochemical reaction that proceeds on the electrode surface corresponding to the gas supply side power generation region 362 of each battery cell unit 340 belonging to the front end side battery cell unit group 340G. The generated electric power based on is taken out individually, and the output of the extracted generated electric power is controlled. Further, the DC / DC converter 174 is configured to generate power based on an electrochemical reaction that proceeds on an electrode surface corresponding to the gas exhaust side power generation region 364 of each battery cell unit 340 belonging to the front end side battery cell unit group 340G, and the front end side battery. Together with the generated power based on the electrochemical reaction that has proceeded on all the electrode surfaces of the battery cell unit 340A not included in the cell unit group 340G, the output of the extracted generated power is controlled. That is, in the fuel cell stack 100A of this embodiment, the gas supply side power generation region 362 of each battery cell unit 340 belonging to the front end side battery cell unit group 340G is connected to the DC / DC converter 174 by a system different from other stack parts. Will be.

上記構成の燃料電池スタック１００Ａでの一時的電圧低下運転（図４；ステップＳ１２０）では、制御装置２００は、前端側電池セルユニット群３４０Ｇに属する各電池セルユニット３４０のガス供給側発電領域３６２については、前端上部端子３３３ｆと中央上部端子３３３ｍとで接続されたＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に対して、低電圧で高電流の発電電力の出力をする制御信号を出力する。これにより、上記のガス供給側発電領域３６２では、図５で説明したように、低電圧で高電流の運転ポイント（目標電流ＩｔＬ／目標電圧ＶｔＨ）での発電電力に対応した発電が起き、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、その発電電力をモーター１７０に出力する。その一方、前端側電池セルユニット群３４０Ｇに属する各電池セルユニット３４０のガス排気側発電領域３６４および前端側電池セルユニット群３４０Ｇに属さない電池セルユニット３４０Ａ（以下、これらを便宜上、残余セルユニットと称する）では、図５の燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性における通常運転の際の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）のままでの発電電力に対応した発電が起き、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、その発電電力をモーター１７０に出力する。この場合、ガス供給側発電領域３６２からの発電電力と残余セルユニットの発電電力は、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４にて、合わせてモーター１７０に出力される。   In the temporary voltage drop operation (FIG. 4; step S120) in the fuel cell stack 100A having the above configuration, the control device 200 performs the gas supply side power generation region 362 of each battery cell unit 340 belonging to the front end side battery cell unit group 340G. Outputs a control signal for outputting low-voltage and high-current generated power to the DC / DC converter 174 connected by the front end upper terminal 333f and the central upper terminal 333m. As a result, in the gas supply side power generation region 362, as described with reference to FIG. 5, power generation corresponding to the power generated at the low voltage and high current operating point (target current ItL / target voltage VtH) occurs. / DC converter 174 outputs the generated power to motor 170. On the other hand, the gas exhaust side power generation region 364 of each battery cell unit 340 belonging to the front end side battery cell unit group 340G and the battery cell unit 340A not belonging to the front end side battery cell unit group 340G (hereinafter referred to as the remaining cell unit for convenience) In the IV characteristics of the fuel cell stack 100 of FIG. 5, power generation corresponding to the generated power at the operation point (target current It / target voltage Vt) during normal operation occurs in the DC characteristics, and the DC / DC converter 174 outputs the generated power to the motor 170. In this case, the generated power from the gas supply side power generation region 362 and the generated power of the remaining cell unit are combined and output to the motor 170 by the DC / DC converter 174.

上記した第２実施例の燃料電池スタック１００Ａによっても、既述した効果を奏することができる。   The effects described above can also be achieved by the fuel cell stack 100A of the second embodiment described above.

図９は第３実施例の燃料電池スタック１００Ｂの概略構成をその接続系統と併せて示す説明図である。この燃料電池スタック１００Ｂは、二つの燃料電池スタックを備え、その一方について、既述した一時的電圧低下を起こす点に特徴がある。   FIG. 9 is an explanatory view showing a schematic configuration of the fuel cell stack 100B of the third embodiment together with its connection system. This fuel cell stack 100B includes two fuel cell stacks, one of which is characterized in that the temporary voltage drop described above occurs.

図９に示すように、燃料電池スタック１００Ｂは、第１燃料電池スタック１００Ｂ１と第２燃料電池スタック１００Ｂ２とを有する。この第１、第２の両燃料電池スタックは、図２に示した燃料電池スタック１００と次の点で相違する。第１、第２の両燃料電池スタックに含まれる電池セルユニットは、絶縁体３６０を有しない上記第２実施例の電池セルユニット３４０Ａと同一である。また、前端側ターミナルプレート３３１と後端側ターミナルプレート３３２にあっては、前端上部端子３３３ｆ１、３３３ｆ２と後端上部端子３３３ｂ１、３３３ｂ２を備え、絶縁体３６０と前端下部端子３３４ｆ、後端下部端子３３４ｂを備えない。   As shown in FIG. 9, the fuel cell stack 100B includes a first fuel cell stack 100B1 and a second fuel cell stack 100B2. The first and second fuel cell stacks are different from the fuel cell stack 100 shown in FIG. 2 in the following points. The battery cell units included in both the first and second fuel cell stacks are the same as the battery cell unit 340A of the second embodiment that does not have the insulator 360. The front end side terminal plate 331 and the rear end side terminal plate 332 include front end upper terminals 333f1 and 333f2, rear end upper terminals 333b1 and 333b2, and an insulator 360, front end lower terminals 334f, and rear end lower terminals 334b. Not equipped.

第１燃料電池スタック１００Ｂ１と第２燃料電池スタック１００Ｂ２の前端側ターミナルプレート３３１は、ターミナル間配線３７０で接続され、当該配線にはスイッチ３７２が配設されている。また、第１燃料電池スタック１００Ｂ１は、前端上部端子３３３ｆ１を正極配線３７４にてＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に接続し、後端上部端子３３３ｂ１を負極配線３７６にてＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に接続する。第２燃料電池スタック１００Ｂ２も同様であり、その前端上部端子３３３ｆ２を正極配線３８２にて、後端上部端子３３３ｂ２を負極配線３８４にてＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に接続する。第１燃料電池スタック１００Ｂ１の負極配線３７６にはスイッチ３８０が、と第２燃料電池スタック１００Ｂ２の正極配線３８２にはスイッチ３８６が配設されている。   The front end side terminal plates 331 of the first fuel cell stack 100B1 and the second fuel cell stack 100B2 are connected by inter-terminal wiring 370, and a switch 372 is disposed on the wiring. Further, in the first fuel cell stack 100B1, the front end upper terminal 333f1 is connected to the DC / DC converter 174 through the positive electrode wiring 374, and the rear end upper terminal 333b1 is connected to the DC / DC converter 174 through the negative electrode wiring 376. The same applies to the second fuel cell stack 100B2. The front end upper terminal 333f2 is connected to the DC / DC converter 174 by the positive electrode wiring 382 and the rear end upper terminal 333b2 is connected by the negative electrode wiring 384. A switch 380 is disposed on the negative electrode wiring 376 of the first fuel cell stack 100B1, and a switch 386 is disposed on the positive electrode wiring 382 of the second fuel cell stack 100B2.

上記のスイッチ３７２は、制御装置２００の制御を受けて回路の開閉・閉鎖を図るので、第１燃料電池スタック１００Ｂ１と第２燃料電池スタック１００Ｂ２の前端側ターミナルプレート３３１は、スイッチ３７２により導通する。上記のスイッチ３８０とスイッチ３８６にあっても、制御装置２００の制御を受けて回路の開閉・閉鎖を図るので、第１燃料電池スタック１００Ｂ１の後端上部端子３３３ｂ１はスイッチ３８０により、第２燃料電池スタック１００Ｂ２の前端上部端子３３３ｆ２はスイッチ３８６により、それぞれ負極配線３７６或いは正極配線３８２にてＤＣ／ＤＣコンバーター１７４と導通する。   Since the switch 372 is opened / closed and closed under the control of the control device 200, the front end side terminal plates 331 of the first fuel cell stack 100B1 and the second fuel cell stack 100B2 are electrically connected by the switch 372. Even in the above switches 380 and 386, the circuit is opened / closed and closed under the control of the control device 200. Therefore, the rear end upper terminal 333b1 of the first fuel cell stack 100B1 is connected to the second fuel cell by the switch 380. The front end upper terminal 333f2 of the stack 100B2 is electrically connected to the DC / DC converter 174 by the switch 386 through the negative line 376 or the positive line 382, respectively.

この第３実施例の燃料電池スタック１００Ｂでは、図４で説明した通常運転（ステップＳ１００）の間において、制御装置２００は、スイッチ３７２をオンに、スイッチ３８０とスイッチ３８６については、これらをオフとする。このため、通常運転では、第１燃料電池スタック１００Ｂ１と第２燃料電池スタック１００Ｂ２は、それぞれの前端側ターミナルプレート３３１の導通により、一つの燃料電池スタックを構成する。そして、こうして構成された一つの燃料電池スタックとしては、正極側端子としての前端上部端子３３３ｆ１がＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に接続し、負極側端子としての後端上部端子３３３ｂ２がＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に接続される。これにより、通常運転では、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、第１燃料電池スタック１００Ｂ１を構成する各電池セルユニット３４０Ａの全電極面で進行したで進行した電気化学反応に基づく発電電力と、第２燃料電池スタック１００Ｂ２を構成する各電池セルユニット３４０Ａの全電極面で進行した電気化学反応に基づく発電電力とを合わせて取り出し、その取り出した発電電力の出力を制御する。制御装置２００は、上記の通常運転において、既述した図５の燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性における通常運転の際の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）での運転制御を図る。このため、通常運転にあっては、第１燃料電池スタック１００Ｂ１と第２燃料電池スタック１００Ｂ２は、上記の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）のままでの発電電力に対応した発電を起こし、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、両スタックの発電電力をモーター１７０に出力する。   In the fuel cell stack 100B of the third embodiment, during the normal operation (step S100) described with reference to FIG. 4, the control device 200 turns on the switch 372 and turns off the switches 380 and 386. To do. For this reason, in normal operation, the first fuel cell stack 100B1 and the second fuel cell stack 100B2 constitute one fuel cell stack by the conduction of the respective front end side terminal plates 331. In one fuel cell stack configured as described above, the front end upper terminal 333f1 as the positive terminal is connected to the DC / DC converter 174, and the rear end upper terminal 333b2 as the negative terminal is connected to the DC / DC converter 174. Connected. As a result, in normal operation, the DC / DC converter 174 causes the second fuel to generate power based on the electrochemical reaction that has progressed through the progress of all the electrode surfaces of each battery cell unit 340A constituting the first fuel cell stack 100B1. Together with the generated power based on the electrochemical reaction proceeding on all electrode surfaces of each battery cell unit 340A constituting the battery stack 100B2, the output of the extracted generated power is controlled. In the normal operation described above, the control device 200 performs operation control at the operation point (target current It / target voltage Vt) in the normal operation in the IV characteristics of the fuel cell stack 100 of FIG. 5 described above. Therefore, during normal operation, the first fuel cell stack 100B1 and the second fuel cell stack 100B2 generate power corresponding to the generated power at the above operating point (target current It / target voltage Vt). The DC / DC converter 174 outputs the generated power of both stacks to the motor 170.

その一方、図４で説明した一時的電圧低下運転（ステップＳ１２０）では、制御装置２００は、スイッチ３７２をオフに、スイッチ３８０とスイッチ３８６については、これらをオンとする。このため、一時的電圧低下運転では、第１燃料電池スタック１００Ｂ１と第２燃料電池スタック１００Ｂ２とは、それぞれ異なる系統で個別にＤＣ／ＤＣコンバーター１７４と接続されることになる。そして、一時的電圧低下運転では、制御装置２００は、例えば、第１燃料電池スタック１００Ｂ１については、当該スタックと接続されたＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に対して、低電圧で高電流の発電電力の出力をする制御信号を出力する。これにより、第１燃料電池スタック１００Ｂ１では、図５で説明したように、低電圧で高電流の運転ポイント（目標電流ＩｔＬ／目標電圧ＶｔＨ）での発電電力に対応した発電が起き、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、その発電電力をモーター１７０に出力する。この場合、第２燃料電池スタック１００Ｂ２では、通常運転での運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）のままでの発電電力に対応した発電を起こし、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、その発電電力をモーター１７０に出力する。この場合、第１燃料電池スタック１００Ｂ１の発電電力と第２燃料電池スタック１００Ｂ２の発電電力は、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４にて、合わせてモーター１７０に出力される。   On the other hand, in the temporary voltage drop operation described in FIG. 4 (step S120), control device 200 turns off switch 372 and turns on switches 380 and 386. For this reason, in the temporary voltage drop operation, the first fuel cell stack 100B1 and the second fuel cell stack 100B2 are individually connected to the DC / DC converter 174 in different systems. In the temporary voltage reduction operation, for example, for the first fuel cell stack 100B1, the control device 200 outputs low-voltage and high-current generated power to the DC / DC converter 174 connected to the stack. A control signal is output. As a result, in the first fuel cell stack 100B1, as described with reference to FIG. 5, power generation corresponding to the generated power at the low voltage and high current operating point (target current ItL / target voltage VtH) occurs, and the DC / DC Converter 174 outputs the generated power to motor 170. In this case, the second fuel cell stack 100B2 generates power corresponding to the generated power at the operation point (target current It / target voltage Vt) in normal operation, and the DC / DC converter 174 generates the generated power. Output to the motor 170. In this case, the power generated by the first fuel cell stack 100B1 and the power generated by the second fuel cell stack 100B2 are output to the motor 170 by the DC / DC converter 174.

上記した第３実施例の燃料電池スタック１００Ｂにあっても、この燃料電池スタック１００Ｂを構成する燃料電池スタック１００Ｂの各電池セルユニット３４０Ａについてだけ既述した一時的電圧低下を起こすようにできる。よって、既述した効果を第１実施例の燃料電池スタック１００と同様に奏することができる。   Even in the fuel cell stack 100B of the third embodiment described above, the temporary voltage drop described above can be caused only for each battery cell unit 340A of the fuel cell stack 100B constituting the fuel cell stack 100B. Therefore, the effects described above can be obtained in the same manner as the fuel cell stack 100 of the first embodiment.

図１０は第４実施例の燃料電池スタック１００Ｃの概略構成を説明するためのブロック図である。この燃料電池スタック１００Ｃは、その有する電池セルユニットをグループ分けし、ガス供給量をグループごとに調整することで、既述した一時的電圧低下を起こす点に特徴がある。   FIG. 10 is a block diagram for explaining a schematic configuration of a fuel cell stack 100C of the fourth embodiment. The fuel cell stack 100C is characterized in that the battery cell units included in the fuel cell stack 100 are grouped and the gas supply amount is adjusted for each group, thereby causing the temporary voltage drop described above.

図１０に示すように、燃料電池スタック１００Ｃは、電池セルユニット３４０Ａの積層方向に三つのセルグループ３４０Ｇ１〜３４０Ｇ３に区画する。この燃料電池スタック１００Ｃにおける電池セルユニット３４０Ａは、図におけるセル上端側でガス（エアー）の供給を受け、その供給を受けたエアーをセル下端側に送るよう構成されている。そして、燃料電池スタック１００Ｃは、エアー供給側において、セルグループ３４０Ｇ１〜３４０Ｇ３ごとに可変絞り弁３９０〜３９４を有する。可変絞り弁３９０〜３９４は、制御装置２００の制御を受けて、下流側へのガス通過量を調整することから、燃料電池スタック１００Ｃは、これら絞り弁の調整を経て、セルグループ３４０Ｇ１〜３４０Ｇ３ごとに、各セルグループに属するそれぞれの電池セルユニット３４０Ａへのエアー供給量を調整する。なお、セルグループ数は三つに限られるものではない。また、図１０では、可変絞り弁３９０〜３９４をガス供給側に設けたが、図におけるセル下端側のガス排気側に絞り弁を設ける構成や、ガス供給側と排気側の双方に絞り弁を設ける構成とできる。   As shown in FIG. 10, the fuel cell stack 100C is divided into three cell groups 340G1 to 340G3 in the stacking direction of the battery cell units 340A. The battery cell unit 340A in the fuel cell stack 100C is configured to receive a supply of gas (air) at the upper end side of the cell in the drawing and send the supplied air to the lower end side of the cell. The fuel cell stack 100C includes variable throttle valves 390 to 394 for each of the cell groups 340G1 to 340G3 on the air supply side. The variable throttle valves 390 to 394 receive the control of the control device 200 and adjust the gas passage amount to the downstream side. Therefore, the fuel cell stack 100C passes through the adjustment of these throttle valves, and each of the cell groups 340G1 to 340G3. In addition, the air supply amount to each battery cell unit 340A belonging to each cell group is adjusted. Note that the number of cell groups is not limited to three. In FIG. 10, the variable throttle valves 390 to 394 are provided on the gas supply side. However, in the figure, a throttle valve is provided on the gas exhaust side on the cell lower end side, and throttle valves are provided on both the gas supply side and the exhaust side. It can be configured to be provided.

この第４実施例の燃料電池スタック１００Ｃでは、図４で説明した通常運転（ステップＳ１００）の間において、制御装置２００は、既述した図５の燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性における通常運転の際の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）に適った供給量で、エアーと水素ガスを燃料電池スタック１００Ｃに供給する。この際、制御装置２００は、セルグループ３４０Ｇ１〜３４０Ｇ３ごとのガス（エアー）の供給量がほぼ均等となるよう、可変絞り弁３９０〜３９４を調整する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、燃料電池スタック１００Ｃ全体での発電電力をモーター１７０に出力する。   In the fuel cell stack 100C of the fourth embodiment, during the normal operation described in FIG. 4 (step S100), the control device 200 performs the normal operation in the IV characteristic of the fuel cell stack 100 of FIG. Air and hydrogen gas are supplied to the fuel cell stack 100C at a supply amount suitable for the operation point (target current It / target voltage Vt). At this time, the control device 200 adjusts the variable throttle valves 390 to 394 so that the gas (air) supply amount for each of the cell groups 340G1 to 340G3 becomes substantially equal. Then, the DC / DC converter 174 outputs the generated power in the entire fuel cell stack 100C to the motor 170.

その一方、図４で説明した一時的電圧低下運転（ステップＳ１２０）では、制御装置２００は、可変絞り弁３９０〜３９４の少なくともいずれかを制御して、セルグループ３４０Ｇ１〜３４０Ｇ３の少なくとも一つのセルグループのガス供給量を他のセルグループより多くする。こうしてガス供給量が多くなったセルグループ、例えばスタック中央のセルグループ３４０Ｇ２に属する電池セルユニット３４０Ａでは、ガス流量の増加に伴って電流密度が大きくなることから、電流増加と電圧低下を引き起こす。つまり、本実施例の燃料電池スタック１００Ｃは、一時的電圧低下運転において、セルグループ３４０Ｇ２に属する電池セルユニット３４０Ａについてのガス供給量を、セルグループ３４０Ｇ２に属する電池セルユニット３４０Ａの出力電圧がセルグループ３４０Ｇ２以外のセルグループ３４０Ｇ１とセルグループ３４０Ｇ３に属する電池セルユニット３４０Ａの出力電圧より低くなる側に調整することになる。   On the other hand, in the temporary voltage drop operation described in FIG. 4 (step S120), the control device 200 controls at least one of the variable throttle valves 390 to 394, and at least one cell group of the cell groups 340G1 to 340G3. Increase the gas supply amount of other cell groups. In the cell group in which the gas supply amount is increased in this way, for example, the battery cell unit 340A belonging to the cell group 340G2 in the center of the stack, the current density increases as the gas flow rate increases, causing an increase in current and a decrease in voltage. That is, in the fuel cell stack 100C of this embodiment, in the temporary voltage drop operation, the gas supply amount for the battery cell unit 340A belonging to the cell group 340G2 is the same as the output voltage of the battery cell unit 340A belonging to the cell group 340G2. The cell group 340G1 other than 340G2 and the battery cell unit 340A belonging to the cell group 340G3 are adjusted to a side lower than the output voltage.

上記した第４実施例の燃料電池スタック１００Ｃにあっても、この燃料電池スタック１００Ｃにおけるセルグループ３４０Ｇ２に属する電池セルユニット３４０Ａについてだけ既述した一時的電圧低下を起こすようにできる。よって、既述した効果を第１実施例の燃料電池スタック１００と同様に奏することができ、こうした効果を得るに当たっては、セルグループ３４０Ｇ２とこれ以外のセルグループ３４０Ｇ１およびセルグループ３４０Ｇ３でガス供給量を変更するだけでよく、簡便である。   Even in the fuel cell stack 100C of the fourth embodiment described above, the temporary voltage drop described above can be caused only for the battery cell unit 340A belonging to the cell group 340G2 in the fuel cell stack 100C. Therefore, the effects described above can be obtained in the same manner as the fuel cell stack 100 of the first embodiment. In order to obtain such effects, the gas supply amount is increased in the cell group 340G2 and the other cell groups 340G1 and 340G3. It only needs to be changed and is convenient.

図１１は第５実施例の燃料電池スタック１００Ｄの概略構成を説明するためのブロック図、図１２は燃料電池スタック１００Ｄの概略構成を断面視して示す説明図である。この燃料電池スタック１００Ｄは、その有する電池セルユニットをグループ分けし、エアー供給量をグループごとにバイパス流路にて調整することで、既述した一時的電圧低下を起こす点に特徴がある。   FIG. 11 is a block diagram for explaining a schematic configuration of the fuel cell stack 100D of the fifth embodiment, and FIG. 12 is an explanatory diagram showing the schematic configuration of the fuel cell stack 100D in cross section. The fuel cell stack 100D is characterized in that the battery cell units included in the fuel cell stack 100D are grouped and the air supply amount is adjusted by a bypass flow path for each group, thereby causing the temporary voltage drop described above.

図１１に示すように、燃料電池スタック１００Ｄは、前端側ターミナルプレート３３１の側で並んだ複数の電池セルユニット３４０Ｂをバイパス流路セルグループ３４０ＢＧとする。この電池セルユニット３４０Ｂは、既述した電池セルユニット３４０Ａと図１２に示すパイパス流路４０２を有する点でその構成が相違する。本実施例では、図１２に示すように、電池セルユニット３４０Ａおよび電池セルユニット３４０Ｂは、共に、その有する電池セル３５０をシール部材４１０にて取り囲んで一体化させたシール部材一体型ＭＥＡとして備え、このシール部材一体型ＭＥＡをセパレーター３４１で挟持する。シール部材４１０は、電池セル３５０を支持するための部材であり、シリコーンゴムを用いて射出成形により形成されている。   As illustrated in FIG. 11, the fuel cell stack 100D includes a plurality of battery cell units 340B arranged on the front end side terminal plate 331 side as a bypass channel cell group 340BG. The configuration of the battery cell unit 340B is different from that of the above-described battery cell unit 340A in that it includes a bypass flow path 402 shown in FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 12, both the battery cell unit 340A and the battery cell unit 340B are provided as a seal member integrated MEA in which the battery cell 350 included in the battery cell unit 340A is surrounded by the seal member 410 and integrated. This seal member integrated MEA is sandwiched between separators 341. The seal member 410 is a member for supporting the battery cell 350, and is formed by injection molding using silicone rubber.

電池セルユニット３４０Ｂは、電池セルユニット３４０Ａと同様、供給側のエアー流路となる貫通孔３４４や排気側のエアー流路となる貫通孔３４５を備えるほか、貫通孔３４４から分岐したパイパス流路４０２を有する。このパイパス流路４０２は、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに含まれて前端側ターミナルプレート３３１（図１１参照）から最も離れた電池セルユニット３４０Ｂにおいて、貫通孔３４４から分岐し、前端側ターミナルプレート３３１に到る。このパイパス流路４０２は、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属する電池セルユニット３４０Ｂの貫通孔３４４を流れようとするガス（エアー）をスタック外に持ち去ることで、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属する電池セルユニット３４０Ｂのガス供給量を低減させる。パイパス流路４０２は、セパレーター３４１において、水素ガスおよび空気の流路と干渉しないよう、形成されている。   Similarly to the battery cell unit 340A, the battery cell unit 340B includes a through-hole 344 serving as a supply-side air flow path and a through-hole 345 serving as an exhaust-side air flow path, and a bypass flow path 402 branched from the through-hole 344. Have The bypass flow path 402 branches from the through-hole 344 in the battery cell unit 340B that is included in the bypass flow path cell group 340BG and is farthest from the front end side terminal plate 331 (see FIG. 11), and is connected to the front end side terminal plate 331. It arrives. The bypass flow path 402 removes the gas (air) that attempts to flow through the through-hole 344 of the battery cell unit 340B belonging to the bypass flow path cell group 340BG from the stack, so that the battery cells belonging to the bypass flow path cell group 340BG. The gas supply amount of the unit 340B is reduced. The bypass flow path 402 is formed in the separator 341 so as not to interfere with the flow paths of hydrogen gas and air.

パイパス流路４０２には、流量調整弁４００が配設され、この流量調整弁４００は、制御装置２００の制御を受けて、パイパス流路４０２を経て排出されるエアーバイパス流量を調整する。これにより、燃料電池スタック１００Ｄは、流量調整弁４００の調整を経て、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するそれぞれの電池セルユニット３４０Ｂへのエアー供給量を低減調整する。こうした流量調整弁４００の調整がなされても、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａでは、調整以前とほぼ同じ供給量でエアーが供給される。   The bypass flow path 402 is provided with a flow rate adjustment valve 400, and this flow rate adjustment valve 400 adjusts the air bypass flow rate discharged through the bypass flow path 402 under the control of the control device 200. Thus, the fuel cell stack 100D adjusts the air supply amount to each battery cell unit 340B belonging to the bypass flow path cell group 340BG through adjustment of the flow rate adjustment valve 400. Even when the flow rate adjustment valve 400 is adjusted, air is supplied to each battery cell unit 340A that does not belong to the bypass flow path cell group 340BG with substantially the same supply amount as before the adjustment.

この第５実施例の燃料電池スタック１００Ｄでは、図４で説明した通常運転（ステップＳ１００）の間において、制御装置２００は、流量調整弁４００を閉弁制御した上で、既述した図５の燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性における通常運転の際の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）に適った供給量で、エアーと水素ガスを燃料電池スタック１００Ｄに供給する。よって、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するそれぞれの電池セルユニット３４０Ｂと、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａとには、ほぼ同等の供給量でガス（エアーおよび水素ガス）が供給され、それぞれの電池セルユニットは発電する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、燃料電池スタック１００Ｄ全体での発電電力をモーター１７０に出力する。   In the fuel cell stack 100D of the fifth embodiment, during the normal operation (step S100) described with reference to FIG. 4, the control device 200 controls the flow rate adjustment valve 400 to be closed, and the above-described FIG. Air and hydrogen gas are supplied to the fuel cell stack 100D at a supply amount suitable for an operation point (target current It / target voltage Vt) during normal operation in the IV characteristics of the fuel cell stack 100. Therefore, gas (air and hydrogen gas) is supplied to each battery cell unit 340B belonging to the bypass flow path cell group 340BG and each battery cell unit 340A not belonging to the bypass flow path cell group 340BG with substantially the same supply amount. And each battery cell unit generates electricity. Then, the DC / DC converter 174 outputs the generated power in the entire fuel cell stack 100D to the motor 170.

その一方、図４で説明した一時的電圧低下運転（ステップＳ１２０）では、制御装置２００は、流量調整弁４００を開弁した上でバイパスエアー流量を調整する。これにより、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するそれぞれの電池セルユニット３４０Ｂでは、パイパス流路４０２を経て排気される分だけ、エアー供給量が少なくなる。つまり、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａについては、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するそれぞれの電池セルユニット３４０Ｂよりエアー供給量を多くする。こうしてエアー供給量が多くなった上記のそれぞれの電池セルユニット３４０Ａでは、ガス流量の増加に伴って電流密度が大きくなることから、電流増加と電圧低下を引き起こす。つまり、本実施例の燃料電池スタック１００Ｄは、一時的電圧低下運転において、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａについてのガス供給量を、これら電池セルユニット３４０Ａの出力電圧がバイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するそれぞれの電池セルユニット３４０Ｂの出力電圧より低くなる側に調整することになる。   On the other hand, in the temporary voltage drop operation (step S120) described in FIG. 4, the control device 200 adjusts the bypass air flow rate after opening the flow rate adjustment valve 400. Thereby, in each battery cell unit 340B belonging to the bypass flow path cell group 340BG, the air supply amount is reduced by the amount exhausted through the bypass flow path 402. That is, for each battery cell unit 340A that does not belong to the bypass flow path cell group 340BG, the air supply amount is made larger than each battery cell unit 340B that belongs to the bypass flow path cell group 340BG. In each battery cell unit 340A in which the air supply amount is increased in this way, the current density increases with an increase in the gas flow rate, causing an increase in current and a decrease in voltage. That is, in the fuel cell stack 100D of this embodiment, in the temporary voltage drop operation, the gas supply amount for each battery cell unit 340A not belonging to the bypass flow path cell group 340BG is set as the output voltage of these battery cell units 340A. Adjustment is made so that the output voltage of each battery cell unit 340B belonging to the bypass channel cell group 340BG becomes lower.

上記した第５実施例の燃料電池スタック１００Ｄにあっても、この燃料電池スタック１００Ｄにおける上記の電池セルユニット３４０Ａについてだけ既述した一時的電圧低下を起こすようにできる。よって、既述した効果を第１実施例の燃料電池スタック１００と同様に奏することができ、こうした効果を得るに当たっては、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するそれぞれの電池セルユニット３４０Ｂについてのエアー供給量をパイパス流路４０２を介して変更するだけでよく、簡便である。   Even in the fuel cell stack 100D of the fifth embodiment described above, the temporary voltage drop described above can be caused only for the battery cell unit 340A in the fuel cell stack 100D. Therefore, the above-described effects can be obtained in the same manner as the fuel cell stack 100 of the first embodiment. To obtain these effects, the air supply amount for each battery cell unit 340B belonging to the bypass channel cell group 340BG. Is simply changed via the bypass flow path 402, which is convenient.

図１３は第６実施例の燃料電池スタック１００Ｅの概略構成を説明するためのブロック図、図１４は燃料電池スタック１００Ｅの概略構成を断面視して示す説明図である。この燃料電池スタック１００Ｅは、上記の燃料電池スタック１００Ｄと同様、エアー供給量をバイパス流路にて調整することで、既述した一時的電圧低下を起こす。   FIG. 13 is a block diagram for explaining the schematic configuration of the fuel cell stack 100E of the sixth embodiment, and FIG. 14 is an explanatory diagram showing the schematic configuration of the fuel cell stack 100E in cross-section. As with the fuel cell stack 100D, the fuel cell stack 100E adjusts the air supply amount in the bypass flow path, thereby causing the temporary voltage drop described above.

図１３に示すように、燃料電池スタック１００Ｅは、スタックほぼ中央において、電池セルユニット３４０Ａをガスの流れに沿った上流側と下流側の電池セルユニット３４０Ｂで挟み、この電池セルユニット３４０Ｂを含む範囲をバイパス流路セルグループ３４０ＢＧとする。電池セルユニット３４０Ｂは、図１３〜図１４に示すように、スタック外に延びたパイパス流路４０４を有する点でその構成が相違する。本実施例では、図１４に示すように、電池セルユニット３４０Ｂにあっても、その有する電池セル３５０をシール部材４１０にて取り囲んで一体化させたシール部材一体型ＭＥＡとして備える。   As shown in FIG. 13, in the fuel cell stack 100E, the battery cell unit 340A is sandwiched between the battery cell unit 340B on the upstream side and the downstream side along the gas flow, and the range including the battery cell unit 340B is approximately at the center of the stack. Is a bypass channel cell group 340BG. As shown in FIGS. 13 to 14, the battery cell unit 340 </ b> B is different in configuration in that it includes a bypass flow path 404 extending out of the stack. In this embodiment, as shown in FIG. 14, even in the battery cell unit 340 </ b> B, the battery cell 350 included in the battery cell unit 340 </ b> B is provided as a seal member-integrated MEA surrounded by a seal member 410.

上流側の電池セルユニット３４０Ｂは、電池セルユニット３４０Ａと同様、供給側のエアー流路となる貫通孔３４４や排気側のエアー流路となる貫通孔３４５を備えるほか、貫通孔３４４から分岐してスタック外に延び、下流側の電池セルユニット３４０Ｂの貫通孔３４４に合流するパイパス流路４０４を有する。このパイパス流路４０４は、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属する上流側の電池セルユニット３４０Ｂと下流側の電池セルユニット３４０Ｂまでの電池セルユニット３４０Ａ（以下、これら電池セルユニットをバイパス電池セルユニット３４０ＢＣと称する）の貫通孔３４４を流れようとするガス（エアー）を、下流側にバイパスさせて持ち去ることで、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するバイパス電池セルユニット３４０ＢＣのガス供給量を低減させる。   Similarly to the battery cell unit 340A, the upstream battery cell unit 340B includes a through hole 344 serving as an air flow path on the supply side and a through hole 345 serving as an air flow path on the exhaust side, and branches from the through hole 344. It has a bypass flow path 404 that extends outside the stack and joins the through hole 344 of the battery cell unit 340B on the downstream side. The bypass channel 404 includes an upstream battery cell unit 340B belonging to the bypass channel cell group 340BG and a battery cell unit 340A up to the downstream battery cell unit 340B (hereinafter, these battery cell units are referred to as a bypass battery cell unit 340BC). The gas (air) that is about to flow through the through-holes 344 is bypassed downstream and carried away, thereby reducing the gas supply amount of the bypass battery cell units 340BC belonging to the bypass channel cell group 340BG.

パイパス流路４０４には、流量調整弁４００が配設され、この流量調整弁４００は、制御装置２００の制御を受けて、パイパス流路４０４を経て下流側に持ち去られるバイパスエアー流量を調整する。これにより、燃料電池スタック１００Ｅは、流量調整弁４００の調整を経て、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するバイパス電池セルユニット３４０ＢＣへのエアー供給量を低減調整する。こうした流量調整弁４００の調整がなされても、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧより上流側で当該セルグループに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａでは、調整以前とほぼ同じ供給量でエアーが供給される。また、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧより下流側で当該セルグループに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａでは、調整以前よりバイパス流量分だけエアー供給量が増えることになる。   The bypass flow path 404 is provided with a flow rate adjustment valve 400, and the flow rate adjustment valve 400 adjusts the flow rate of bypass air taken downstream via the bypass flow path 404 under the control of the control device 200. Thus, the fuel cell stack 100E adjusts the flow rate adjustment valve 400 to reduce and adjust the air supply amount to the bypass battery cell units 340BC belonging to the bypass flow path cell group 340BG. Even when the flow rate adjustment valve 400 is adjusted, air is supplied at substantially the same supply amount as before the adjustment in each battery cell unit 340A that does not belong to the cell group on the upstream side of the bypass channel cell group 340BG. Further, in each battery cell unit 340A that does not belong to the cell group on the downstream side of the bypass flow path cell group 340BG, the air supply amount is increased by the amount corresponding to the bypass flow rate before the adjustment.

この第６実施例の燃料電池スタック１００Ｅでは、図４で説明した通常運転（ステップＳ１００）の間において、制御装置２００は、流量調整弁４００を閉弁制御した上で、既述した図５の燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性における通常運転の際の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）に適った供給量で、エアーと水素ガスを燃料電池スタック１００Ｅに供給する。よって、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するバイパス電池セルユニット３４０ＢＣと、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属さない上流側および下流側のそれぞれの電池セルユニット３４０Ａには、ほぼ同等の供給量でガス（エアーおよび水素ガス）が供給され、それぞれの電池セルユニットは発電する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、燃料電池スタック１００Ｅ全体での発電電力をモーター１７０に出力する。   In the fuel cell stack 100E of the sixth embodiment, during the normal operation (step S100) described with reference to FIG. 4, the control device 200 controls the flow rate adjustment valve 400 to be closed, and the above-described FIG. Air and hydrogen gas are supplied to the fuel cell stack 100E at a supply amount suitable for an operation point (target current It / target voltage Vt) during normal operation in the IV characteristics of the fuel cell stack 100. Therefore, the bypass battery cell unit 340BC belonging to the bypass flow path cell group 340BG and the upstream and downstream battery cell units 340A not belonging to the bypass flow path cell group 340BG are supplied with gas (air And hydrogen gas), and each battery cell unit generates electricity. Then, the DC / DC converter 174 outputs the generated power in the entire fuel cell stack 100E to the motor 170.

その一方、図４で説明した一時的電圧低下運転（ステップＳ１２０）では、制御装置２００は、流量調整弁４００を開弁した上でバイパスエアー流量を調整する。これにより、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するバイパス電池セルユニット３４０ＢＣでは、パイパス流路４０４を経て下流側にエアーがバイパスされる分だけ、エアー供給量が少なくなる。そして、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧより下流側で当該セルグループに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａについては、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するバイパス電池セルユニット３４０ＢＣよりエアー供給量を多くする。こうしてエアー供給量が多くなった上記のそれぞれの電池セルユニット３４０Ａでは、ガス流量の増加に伴って電流密度が大きくなることから、電流増加と電圧低下を引き起こす。つまり、本実施例の燃料電池スタック１００Ｅは、一時的電圧低下運転において、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧより下流側で当該セルグループに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａについてのガス供給量を、これら電池セルユニット３４０Ａの出力電圧がバイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するバイパス電池セルユニット３４０ＢＣの出力電圧より低くなる側に調整することになる。   On the other hand, in the temporary voltage drop operation (step S120) described in FIG. 4, the control device 200 adjusts the bypass air flow rate after opening the flow rate adjustment valve 400. Thereby, in the bypass battery cell unit 340BC belonging to the bypass channel cell group 340BG, the amount of air supply is reduced by the amount that air is bypassed downstream via the bypass channel 404. And about each battery cell unit 340A which does not belong to the said cell group downstream from bypass channel cell group 340BG, air supply amount is increased rather than bypass battery cell unit 340BC which belongs to bypass channel cell group 340BG. In each battery cell unit 340A in which the air supply amount is increased in this way, the current density increases with an increase in the gas flow rate, causing an increase in current and a decrease in voltage. That is, in the fuel cell stack 100E of the present embodiment, in the temporary voltage drop operation, the gas supply amount for each battery cell unit 340A that does not belong to the cell group on the downstream side of the bypass flow path cell group 340BG is supplied to these batteries. The output voltage of the cell unit 340A is adjusted to be lower than the output voltage of the bypass battery cell unit 340BC belonging to the bypass flow path cell group 340BG.

上記した第６実施例の燃料電池スタック１００Ｅにあっても、この燃料電池スタック１００Ｅにおける上記の電池セルユニット３４０Ａについてだけ既述した一時的電圧低下を起こすようにできる。よって、既述した効果を第１実施例の燃料電池スタック１００と同様に奏することができ、こうした効果を得るに当たっては、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するバイパス電池セルユニット３４０ＢＣについてのエアー供給量をパイパス流路４０４を介して変更するだけでよく、簡便である。   Even in the fuel cell stack 100E of the sixth embodiment described above, the temporary voltage drop described above can be caused only for the battery cell unit 340A in the fuel cell stack 100E. Therefore, the above-described effects can be obtained in the same manner as the fuel cell stack 100 of the first embodiment. To obtain such effects, the air supply amount for the bypass battery cell units 340BC belonging to the bypass channel cell group 340BG is reduced. It only needs to be changed via the bypass flow path 404, which is convenient.

図１５は第７実施例の燃料電池スタック１００Ｆの概略構成を説明するためのブロック図、図１６は燃料電池スタック１００Ｆの概略構成を断面視して示す説明図である。この燃料電池スタック１００Ｆは、セル内に設けた流量調整弁４００にて、その上下流でのエアー供給量を調整することで、既述した一時的電圧低下を起こす点に特徴がある。   FIG. 15 is a block diagram for explaining a schematic configuration of the fuel cell stack 100F of the seventh embodiment, and FIG. 16 is an explanatory diagram showing the schematic configuration of the fuel cell stack 100F in cross section. This fuel cell stack 100F is characterized in that the temporary voltage drop described above is caused by adjusting the air supply amount upstream and downstream by the flow rate adjusting valve 400 provided in the cell.

図１５に示すように、燃料電池スタック１００Ｆは、後端側ターミナルプレート３３２の側の電池セルユニット３４０Ｄに流量調整弁４００を備え、この電池セルユニット３４０Ｄから下流側を流量調整セルグループ３４０ＤＧとする。電池セルユニット３４０Ｄにあっても、その有する電池セル３５０をシール部材４１０にて取り囲んで一体化させたシール部材一体型ＭＥＡとして備える。   As shown in FIG. 15, in the fuel cell stack 100F, the battery cell unit 340D on the rear end side terminal plate 332 side is provided with a flow rate adjustment valve 400, and the downstream side from the battery cell unit 340D is a flow rate adjustment cell group 340DG. . Even in the battery cell unit 340D, the battery cell 350 included in the battery cell unit 340D is provided as a seal member-integrated MEA surrounded by the seal member 410 and integrated.

電池セルユニット３４０Ｄは、電池セルユニット３４０Ａと同様、供給側のエアー流路となる貫通孔３４４や排気側のエアー流路となる貫通孔３４５を備えるほか、は、図１６に示すように、その貫通孔３４４に流量調整弁４００を有する。この流量調整弁４００は、制御装置２００の制御を受けて、電池セルユニット３４０Ｄとその下流側の電池セルユニット３４０Ａ（以下、これら電池セルユニットを流調調整電池セルユニット３４０ＤＣと称する）の貫通孔３４４を流れようとするガス（エアー）のガス供給量を低減調整する。これにより、流量調整セルグループ３４０ＤＧより上流側で当該セルグループに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａでは、流量調整セルグループ３４０ＤＧへのエアー流量が低減される分だけエアー供給量が増えることになる。流量調整弁４００による調整前では、流量調整セルグループ３４０ＤＧに属する流調調整電池セルユニット３４０ＤＣと、流量調整セルグループ３４０ＤＧより上流側で当該セルグループに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａとでは、ほぼ同じ供給量でエアーが供給される。   As with the battery cell unit 340A, the battery cell unit 340D includes a through hole 344 serving as an air flow path on the supply side and a through hole 345 serving as an air flow path on the exhaust side, as shown in FIG. A flow regulating valve 400 is provided in the through hole 344. Under the control of the control device 200, the flow rate adjustment valve 400 is a through-hole of a battery cell unit 340D and a battery cell unit 340A on the downstream side thereof (hereinafter, these battery cell units are referred to as a flow adjustment battery cell unit 340DC). The gas supply amount of the gas (air) about to flow through 344 is adjusted to be reduced. Thus, in each battery cell unit 340A that does not belong to the cell group upstream of the flow rate adjustment cell group 340DG, the air supply amount increases by the amount that the air flow rate to the flow rate adjustment cell group 340DG is reduced. Before adjustment by the flow adjustment valve 400, the flow adjustment battery cell unit 340DC belonging to the flow adjustment cell group 340DG and the battery cell units 340A not belonging to the cell group on the upstream side of the flow adjustment cell group 340DG are almost the same. Air is supplied with the same supply amount.

この第７実施例の燃料電池スタック１００Ｆでは、図４で説明した通常運転（ステップＳ１００）の間において、制御装置２００は、流量調整弁４００を開弁制御した上で、既述した図５の燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性における通常運転の際の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）に適った供給量で、エアーと水素ガスを燃料電池スタック１００Ｆに供給する。よって、流量調整セルグループ３４０ＤＧに属する流調調整電池セルユニット３４０ＤＣと、流量調整セルグループ３４０ＤＧより上流側で当該セルグループに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａには、ほぼ同等の供給量でガス（エアーおよび水素ガス）が供給され、それぞれの電池セルユニットは発電する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、燃料電池スタック１００Ｅ全体での発電電力をモーター１７０に出力する。   In the fuel cell stack 100F of the seventh embodiment, the control device 200 controls the opening of the flow rate adjustment valve 400 during the normal operation (step S100) described in FIG. Air and hydrogen gas are supplied to the fuel cell stack 100F at a supply amount suitable for an operation point (target current It / target voltage Vt) during normal operation in the IV characteristics of the fuel cell stack 100. Therefore, the flow adjustment battery cell unit 340DC belonging to the flow adjustment cell group 340DG and the battery cell units 340A not belonging to the cell group upstream from the flow adjustment cell group 340DG are supplied with gas ( Air and hydrogen gas) are supplied, and each battery cell unit generates electricity. Then, the DC / DC converter 174 outputs the generated power in the entire fuel cell stack 100E to the motor 170.

その一方、図４で説明した一時的電圧低下運転（ステップＳ１２０）では、制御装置２００は、流量調整弁４００を流量低減側に制御し、流量調整セルグループ３４０ＤＧに流れようとするエアーの流量を低減調整する。これにより、流量調整セルグループ３４０ＤＧより上流側で当該セルグループに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａについては、流量調整セルグループ３４０ＤＧに属する流調調整電池セルユニット３４０ＤＣよりエアー供給量を多くする。こうしてエアー供給量が多くなった上記のそれぞれの電池セルユニット３４０Ａでは、ガス流量の増加に伴って電流密度が大きくなることから、電流増加と電圧低下を引き起こす。つまり、本実施例の燃料電池スタック１００Ｆは、一時的電圧低下運転において、流量調整セルグループ３４０ＤＧより上流側で当該セルグループに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａについてのガス供給量を、これら電池セルユニット３４０Ａの出力電圧が流量調整セルグループ３４０ＤＧに属する流調調整電池セルユニット３４０ＤＣの出力電圧より低くなる側に調整することになる。   On the other hand, in the temporary voltage drop operation (step S120) described with reference to FIG. 4, the control device 200 controls the flow rate adjustment valve 400 to the flow rate reduction side, and controls the flow rate of air to flow to the flow rate adjustment cell group 340DG. Adjust the reduction. As a result, the air supply amount of each battery cell unit 340A that does not belong to the cell group upstream of the flow rate adjustment cell group 340DG is larger than that of the flow adjustment battery cell unit 340DC that belongs to the flow rate adjustment cell group 340DG. In each battery cell unit 340A in which the air supply amount is increased in this way, the current density increases with an increase in the gas flow rate, causing an increase in current and a decrease in voltage. That is, the fuel cell stack 100F of the present embodiment is configured to supply the gas supply amount for each battery cell unit 340A that does not belong to the cell group upstream of the flow rate adjustment cell group 340DG in the temporary voltage drop operation. The output voltage of the unit 340A is adjusted to be lower than the output voltage of the flow adjustment battery cell unit 340DC belonging to the flow rate adjustment cell group 340DG.

上記した第７実施例の燃料電池スタック１００Ｆにあっても、この燃料電池スタック１００Ｆにおける上記の電池セルユニット３４０Ａについてだけ既述した一時的電圧低下を起こすようにできる。よって、既述した効果を第１実施例の燃料電池スタック１００と同様に奏することができ、こうした効果を得るに当たっては流量調整セルグループ３４０ＤＧに属する流調調整電池セルユニット３４０ＤＣについてのエアー供給量を流量調整弁４００を介して変更するだけでよく、簡便である。   Even in the fuel cell stack 100F of the seventh embodiment described above, the temporary voltage drop described above can be caused only for the battery cell unit 340A in the fuel cell stack 100F. Therefore, the above-described effects can be obtained in the same manner as the fuel cell stack 100 of the first embodiment. To obtain these effects, the air supply amount for the flow adjustment battery cell unit 340DC belonging to the flow adjustment cell group 340DG is reduced. It only needs to be changed via the flow rate adjustment valve 400, which is convenient.

以上、本発明の実施の形態を実施例にて説明したが、本発明は上記した実施例や変形例の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。   As mentioned above, although the embodiment of the present invention has been described in the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. Is possible.

２０…燃料電池搭載車両
２２…車体
３０…燃料電池システム
１００、１００Ａ〜１００Ｆ…燃料電池スタック
１００ｓ…締結シャフト
１００Ｂ１…第１燃料電池スタック
１００Ｂ２…第２燃料電池スタック
１０１…電解質膜
１０２…アノード
１０３…カソード
１０４…アノード側ガス拡散層
１０５…カソード側ガス拡散層
１０６…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…循環経路
１２３…放出経路
１２４…開閉バルブ
１２５…減圧バルブ
１２６…水素供給機器
１２７…循環ポンプ
１２８…流量センサー
１２９…開閉バルブ
１３０…コンプレッサ
１４０…空気供給系
１４１…酸素供給経路
１４２…放出経路
１４３…排出流量調整バルブ
１４５…加湿装置
１４７…流量センサー
１５０…ラジエータ
１５２…ファン
１６０…冷却系
１６１…循環経路
１６２…バイパス経路
１６３…三方流量調整弁
１６４…循環ポンプ
１６６…温度センサー
１７０…モーター
１７２…２次電池
１７４…ＤＣ／ＤＣコンバーター
１７６…容量検出センサー
１８０…アクセル
１８２…車速センサー
１８４…外気温センサー
２００…制御装置
３１０ａ…エンドプレート
３１２ＯＵＴ…空気排気口
３１２ＩＮ…空気供給口
３１４ＯＵＴ…水素排気口
３１４ＩＮ…水素供給口
３１６ＯＵＴ…冷却水排出口
３１６ＩＮ…冷却水供給口
３２０ａ…絶縁板
３３１…前端側ターミナルプレート
３３２…後端側ターミナルプレート
３３３ｂ…後端上部端子
３３３ｆ…前端上部端子
３３３ｍ…中央上部端子
３３３ｂ１…後端上部端子
３３３ｂ２…後端上部端子
３３３ｆ１…前端上部端子
３３３ｆ２…前端上部端子
３３４ｂ…後端下部端子
３３４ｆ…前端下部端子
３４０、３４０Ａ〜３４０Ｄ…電池セルユニット
３４０Ｇ…前端側電池セルユニット群
３４０Ｇ１〜３４０Ｇ３…セルグループ
３４０ＢＣ…バイパス電池セルユニット
３４０ＤＣ…流調調整電池セルユニット
３４０ＢＧ…バイパス流路セルグループ
３４０ＤＧ…流量調整セルグループ
３４１…セパレーター
３４４〜３４９…貫通孔
３５０…電池セル
３６０…絶縁体
３６２…ガス供給側発電領域
３６４…ガス排気側発電領域
３７０…ターミナル間配線
３７２…スイッチ
３７４…正極配線
３７６…負極配線
３８０…スイッチ
３８２…正極配線
３８４…負極配線
３８６…スイッチ
３９０…可変絞り弁
４００…流量調整弁
４０２…パイパス流路
４０４…パイパス流路
４１０…シール部材
ＦＷ…前輪
ＲＷ…後輪 DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Fuel cell mounting vehicle 22 ... Vehicle body 30 ... Fuel cell system 100, 100A-100F ... Fuel cell stack 100s ... Fastening shaft 100B1 ... First fuel cell stack 100B2 ... Second fuel cell stack 101 ... Electrolyte membrane 102 ... Anode 103 ... Cathode 104 ... Anode-side gas diffusion layer 105 ... Cathode-side gas diffusion layer 106 ... Current sensor 110 ... Hydrogen gas tank 120 ... Hydrogen gas supply system 121 ... Hydrogen supply path 122 ... Circulation path 123 ... Discharge path 124 ... Open / close valve 125 ... Pressure reducing valve DESCRIPTION OF SYMBOLS 126 ... Hydrogen supply equipment 127 ... Circulation pump 128 ... Flow rate sensor 129 ... Opening / closing valve 130 ... Compressor 140 ... Air supply system 141 ... Oxygen supply path 142 ... Release path 143 ... Exhaust flow control valve 145 ... Humidifier 147 ... Flow rate sensor Sir 150 ... Radiator 152 ... Fan 160 ... Cooling system 161 ... Circulation path 162 ... Bypass path 163 ... Three-way flow control valve 164 ... Circulation pump 166 ... Temperature sensor 170 ... Motor 172 ... Secondary battery 174 ... DC / DC converter 176 ... Capacity Detection sensor 180 ... Accelerator 182 ... Vehicle speed sensor 184 ... Outside air temperature sensor 200 ... Control device 310a ... End plate 312OUT ... Air exhaust port 312IN ... Air supply port 314OUT ... Hydrogen exhaust port 314IN ... Hydrogen supply port 316OUT ... Cooling water discharge port 316IN ... Cooling water supply port 320a ... insulating plate 331 ... front end side terminal plate 332 ... rear end side terminal plate 333b ... rear end upper terminal 333f ... front end upper terminal 333m ... center upper terminal 333b1 ... rear end upper terminal 3 3b2 ... rear end upper terminal 333f1 ... front end upper terminal 333f2 ... front end upper terminal 334b ... rear end lower terminal 334f ... front end lower terminal 340, 340A to 340D ... battery cell unit 340G ... front end side battery cell unit group 340G1 to 340G3 ... cell group 340BC ... Bypass battery cell unit 340DC ... Flow control battery cell unit 340BG ... Bypass channel cell group 340DG ... Flow rate adjustment cell group 341 ... Separator 344 to 349 ... Through hole 350 ... Battery cell 360 ... Insulator 362 ... Gas supply side power generation Area 364 ... Gas exhaust side power generation area 370 ... Terminal wiring 372 ... Switch 374 ... Positive electrode wiring 376 ... Negative electrode wiring 380 ... Switch 382 ... Positive electrode wiring 384 ... Negative electrode wiring 386 ... Switch 390 ... Variable throttle valve 4 0 ... flow control valve 402 ... bypass passage 404 ... bypass passage 410 ... sealing member FW ... front wheel RW ... rear wheel

Claims (7)

燃料電池システムであって、
反応ガスの供給を受けて発電する燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックの出力を制御した上で、外部の負荷に前記燃料電池スタックの発電電力を供給する出力制御部とを備え、
前記燃料電池スタックは、前記出力制御部による出力制御が可能な複数のスタック部位を有し、
前記出力制御部は、前記燃料電池スタックの発電運転中における前記スタック部位ごとの出力を制御し、前記発電運転中において前記燃料電池スタックの温度が所定温度を超える高温状態となると前記燃料電池スタックの発電電圧の一時的な低下が求められる電圧低下要請状況であるとして、前記スタック部位の少なくとも一つのスタック部位である特定スタック部位の出力を、発電電圧の一時的な低下を起こす側に制御する
燃料電池システム。 A fuel cell system,
A fuel cell stack that generates electricity by receiving the supply of the reaction gas; and
An output control unit for controlling the output of the fuel cell stack and supplying the generated power of the fuel cell stack to an external load;
The fuel cell stack has a plurality of stack parts capable of output control by the output control unit,
The output control unit, the fuel cell to control the output of each pre-Symbol stack site during the power generation operation of the stack, the temperature of the fuel cell stack is heated to a high temperature exceeding a predetermined temperature during the power generation operation the fuel cell Controls the output of a specific stack part, which is at least one of the stack parts, to the side that causes a temporary drop in the generated voltage, assuming that the voltage drop request situation requires a temporary drop in the power generation voltage of the stack. Fuel cell system. 請求項１に記載の燃料電池システムであって、  The fuel cell system according to claim 1,
前記出力制御部は、前記電圧低下要請状況において、前記特定スタック部位を低電圧で高電流の発電電力の出力が得られるように制御して、発電電圧の一時的な低下を起こす  The output control unit controls the specific stack portion so as to obtain a high-current generated power output at a low voltage in the voltage drop request situation, thereby causing a temporary drop in the generated voltage.
燃料電池システム。  Fuel cell system. 請求項１または請求項２に記載の燃料電池システムであって、
更に、電力を充放電する２次電池を備え、
前記出力制御部は、前記スタック部位ごとの出力を制御した上で、前記負荷が要求する要求電力を、前記燃料電池スタックの発電電力と前記２次電池の充放電電力とで賄う
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1 or 2 , wherein
Furthermore, a secondary battery for charging and discharging power is provided,
The output control unit controls the output of each stack part and supplies the required power required by the load with the generated power of the fuel cell stack and the charge / discharge power of the secondary battery. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池スタックは、前記特定スタック部位での集電と電力出力を、前記特定スタック部位以外の前記スタック部位での集電と電力出力と異なる系統とし、
前記出力制御部は、前記特定スタック部位についての出力制御を図る際の電流電圧特性と、前記特定スタック部位以外の前記スタック部位についての出力制御を図る際の電流電圧特性とを変更でき、前記電圧低下要請状況での前記特定スタック部位についての前記電流電圧特性を、前記特定スタック部位以外の前記スタック部位についての前記電流電圧特性より電圧低下側とする
燃料電池システム。 The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3 , wherein
The fuel cell stack has a power collection and power output at the specific stack part different from the power collection and power output at the stack part other than the specific stack part,
The output control unit can change a current-voltage characteristic when performing output control for the specific stack part and a current-voltage characteristic when performing output control for the stack part other than the specific stack part, and the voltage The fuel cell system, wherein the current-voltage characteristic for the specific stack part in the reduction request state is set to a voltage lower side than the current-voltage characteristic for the stack part other than the specific stack part. 前記特定スタック部位は、前記燃料電池スタックに供給される前記反応ガスの供給側部位とされている請求項４に記載の燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 4, wherein the specific stack portion is a supply-side portion of the reaction gas supplied to the fuel cell stack. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池スタックは、前記特定スタック部位と、前記特定スタック部位以外の前記スタック部位とで、前記反応ガスの供給量を変更する流量調整機構を備え、
前記出力制御部は、前記流量調整機構を制御して、前記電圧低下要請状況での前記特定スタック部位についての前記反応ガスの供給量を、前記特定スタック部位の出力電圧が前記特定スタック部位以外の前記スタック部位の出力電圧より低くなる側に調整する
燃料電池システム。 A fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, wherein
The fuel cell stack includes a flow rate adjusting mechanism that changes a supply amount of the reaction gas between the specific stack part and the stack part other than the specific stack part,
The output control unit, the controls the flow rate adjusting mechanism, wherein the supply amount of the reactant gas for the particular stack site at the voltage drop request situation, the output voltage is the certain stack portion than the certain stack portion A fuel cell system that adjusts to a side that is lower than the output voltage of the outside stack part. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の燃料電池システムを搭載し、該燃料電池システムの有する前記燃料電池スタックの発電電力を駆動力に用いる車両。 A vehicle on which the fuel cell system according to any one of claims 1 to 6 is mounted and the generated power of the fuel cell stack of the fuel cell system is used as a driving force.
JP2012006218A 2012-01-16 2012-01-16 Fuel cell system and vehicle equipped with the same Active JP5803686B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012006218A JP5803686B2 (en) 2012-01-16 2012-01-16 Fuel cell system and vehicle equipped with the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012006218A JP5803686B2 (en) 2012-01-16 2012-01-16 Fuel cell system and vehicle equipped with the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013145711A JP2013145711A (en) 2013-07-25
JP5803686B2 true JP5803686B2 (en) 2015-11-04

Family

ID=49041390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012006218A Active JP5803686B2 (en) 2012-01-16 2012-01-16 Fuel cell system and vehicle equipped with the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5803686B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6565865B2 (en) * 2016-10-27 2019-08-28 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system and vehicle
JP2018097993A (en) * 2016-12-12 2018-06-21 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP6962850B2 (en) * 2018-03-30 2021-11-05 テルモ株式会社 Diagnostic imaging catheter
JP7113180B2 (en) * 2019-02-04 2022-08-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 fuel cell stack

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2705242B2 (en) * 1989-09-21 1998-01-28 富士電機株式会社 Reactor gas supply system for fuel cell
US6835481B2 (en) * 2000-03-29 2004-12-28 Idatech, Llc Fuel cell system with load management
JP2002305014A (en) * 2001-04-06 2002-10-18 Honda Motor Co Ltd Fuel cell
JP2003163017A (en) * 2001-11-27 2003-06-06 Matsushita Electric Works Ltd Fuel cell power generation system
JP2005129252A (en) * 2003-10-21 2005-05-19 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2005203254A (en) * 2004-01-16 2005-07-28 Mitsubishi Materials Corp Solid oxide fuel cell
CA2561214A1 (en) * 2004-03-31 2006-02-23 Corning Incorporated Fuel cell device with varied active area sizes
JP4788126B2 (en) * 2004-10-04 2011-10-05 株式会社デンソー Fuel cell system
JP4839694B2 (en) * 2005-06-30 2011-12-21 株式会社エクォス・リサーチ Fuel cell system
JP4810927B2 (en) * 2005-08-17 2011-11-09 株式会社日本自動車部品総合研究所 Fuel cell system
JP5465945B2 (en) * 2009-07-31 2014-04-09 公益財団法人鉄道総合技術研究所 Fuel cell system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013145711A (en) 2013-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2490877C (en) Humidity controlled solid polymer electrolyte fuel cell assembly
US8088527B2 (en) Fuel cell system
US8546033B2 (en) Fuel cell apparatus comprising a high potential avoidance voltage setting device
CA2673062C (en) Fuel cell system having oxidizing gas supply control device
US8420268B2 (en) Fuel cell system
US8053123B2 (en) Fuel cell system with a scavenging device and AC impedance measuring unit
US8048580B2 (en) Fuel cell system with an oxidation gas flow controller
US9793558B2 (en) Fuel cell system
US8236460B2 (en) Fuel cell system
JP5850133B2 (en) Fuel cell system
JP4654484B2 (en) Fuel cell system and electric vehicle
JP5803686B2 (en) Fuel cell system and vehicle equipped with the same
US20150180070A1 (en) Fuel cell system
JP7374061B2 (en) fuel cell system
JP2007323993A (en) Fuel cell system
JP2007250216A (en) Fuel cell system and method of operating same
JP4507971B2 (en) Fuel cell device
CN113696792B (en) Fuel cell system
US10720650B2 (en) Fuel cell and moving body
JP7367612B2 (en) fuel cell system
JP5229523B2 (en) Fuel cell system
JP6642315B2 (en) Fuel cell system
JP2022182442A (en) fuel cell system
JP2022162240A (en) fuel cell system
JP2022118851A (en) fuel cell system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141118

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150707

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150709

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150804

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150817

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5803686

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151