JP7454956B2 - 燃料電池スタック及びこれを備えた燃料電池スタックモジュール並びに燃料電池システム - Google Patents
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Description
以下に、実施の形態1による燃料電池スタック及び燃料電池スタックモジュールについて、図面に基づいて説明する。図1は、実施の形態1による燃料電池スタックモジュールを説明する概略斜視図、図2は、実施の形態1による燃料電池スタックを説明する概略斜視図である。なお、各図において図中、同一、相当部分には同一符号を付している。
図5は、実施の形態2による燃料電池スタックモジュールを説明する概略斜視図、図6は、実施の形態2による燃料電池システムを示す機能ブロック図、及び図7は、実施の形態2による燃料電池システムにおける運転制御部のハードウエア構成例を示す図である。
Claims (11)
- 燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させることにより発電を行う燃料電池スタックであって、
複数の電気化学セルが一定の積層方向に積層された発電ユニットと、
前記発電ユニットの前記積層方向の一方の端部に設置され燃料ガス導入配管接続部と酸化剤ガス導入配管接続部とを有するガス分配板と、
前記発電ユニットの前記積層方向の他方の端部に設置され燃料ガス排出配管接続部と酸化剤ガス排出配管接続部とを有するガス集積板と、
前記発電ユニットの前記積層方向の両端部に設けられた複数の電流端子板と、を備え、
前記燃料ガス導入配管接続部と前記燃料ガス排出配管接続部とは同形状であり前記発電ユニットの中心点を通り前記積層方向と垂直な対称軸に対して線対称に配置され、
前記酸化剤ガス導入配管接続部と前記酸化剤ガス排出配管接続部とは同形状であり前記対称軸に対して線対称に配置されており、
前記対称軸を中心として燃料電池スタックを180度回転させたときに元の燃料電池スタックの形状と重なる2回対称の回転対称構造であることを特徴とする燃料電池スタック。 - 前記ガス分配板と前記ガス集積板とは同形状であることを特徴とする請求項1記載の燃料電池スタック。
- 前記ガス分配板は矩形の端面を有し、前記燃料ガス導入配管接続部及び前記酸化剤ガス導入配管接続部は、前記端面の一端部の中心よりも角部寄りに配置されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料電池スタック。
- 前記複数の電流端子板は、前記対称軸に対して線対称に配置されたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の燃料電池スタック。
- 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の燃料電池スタックを備えた燃料電池スタックモジュールであって、
前記発電ユニットに燃料ガスを供給する燃料ガス導入配管と、
前記発電ユニットに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス導入配管と、
前記発電ユニットから使用済みの燃料ガスを排出する燃料ガス排出配管と、
前記発電ユニットから使用済みの酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出配管と、
前記電流端子板に接続され前記発電ユニットで発生した電流を取り出す電流線と、
前記燃料電池スタックを収納する断熱ボックスと、を含むことを特徴とする燃料電池スタックモジュール。 - 前記電気化学セルの電圧を計測するためのセル電圧計測線と、前記燃料電池スタックの複数箇所における温度を測定するための温度センサと、を備えたことを特徴とする請求項5記載の燃料電池スタックモジュール。
- 請求項6に記載の燃料電池スタックモジュールと、
前記燃料電池スタックの運転制御を行う運転制御部と、
前記電気化学セルの電圧データと前記燃料電池スタックの複数箇所における温度データとを含む運転データを収集する運転データ収集部と、
前記運転データ収集部により収集された運転データに基づいて前記燃料電池スタックの劣化状態を判定する劣化状態判定部と、
前記劣化状態判定部による判定結果を表示する表示部と、を含むことを特徴とする燃料電池システム。 - 前記劣化状態判定部は、前記電気化学セルの電圧変化率の時間変化に基づいて前記燃料電池スタックの劣化状態を判定することを特徴とする請求項7記載の燃料電池システム。
- 前記劣化状態判定部は、同一の前記燃料電池スタック内における電気化学セル間電圧差の最大値に基づいて前記燃料電池スタックの劣化状態を判定することを特徴とする請求項7または請求項8に記載の燃料電池システム。
- 前記劣化状態判定部は、前記燃料電池スタックの積算最大温度に基づいて前記燃料電池スタックの劣化状態を判定することを特徴とする請求項7から請求項9のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
- 前記劣化状態判定部は、前記燃料電池スタックの最大温度と最小温度の差に基づいて前記燃料電池スタックの劣化状態を判定することを特徴とする請求項7から請求項10のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
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