JPS59215674A - 燃料電池の温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イＩ　産業上の利用分野 本発明は燃料電池の湿度制御装置に係り、特に電池渇１
ｙの検出器に関Ｔるものである。

（ロ）従来技術 燐酸電解液焔・料電池は、電池反応により発熱し約１６
０℃〜″１８０℃の電池ｒ「動渦度に維持下るため冷却
が盛替であ−る。

従来電池ｒＦＡ　Ｉｆの制御は、第１図、及び？ＰＪ２
Ｂ！ｊに夫々示Ｔように電池（イ）内に熱電灯などの渇
Ｉ￥検出器１ｏ１を埋設Ｔるか或は電池への空気出入口
に設置し、それにより検出された温度信号によりダンバ
レ場やブロワに）を副節し、供給空気の温度や風量を制
御する・ことによって行ってい１こ。

しかし温度検出器（団を電池内に埋設する方法は、検出
部をカス分離板のガス流通溝に入れる１こめ極細のもの
を用いる必要があると共に直接電極に接する１こめ酸に
よる腐蝕で断線のおそれがあるなど哉械的強度と信頼性
に欠ける。また温度検出器（ロ）を空気の出入口に設置
下る方法も前記方法と同様に外部へ引出Ｔためのリード
線を８暢とＴるなどの問題があっＴこ。

し→発明の目的 本発明の目的は電池外で′准気的に電池温度を検出し、
従来の温度検出器を０１いた場合の前記問題点を解消下
ることである。

に）発明のＩｆＲ成 本発明はｔｉ（池の内部インピーダンスを測定すること
により電池法九度を外部から検出下ることを特徴と下る
。

７Ｅ池は等仙Ｊ的に４３３図の回路で示され、Ｒ１はタ
ーミナルなどの接続抵抗外、Ｒ２は主として燐酸電解液
の抵抗外、Ｃは神々の分極による容１９分で、Ｒ４は渇
度依存性小さいか、Ｒ２、及びＣは湿度依存性があり、
′「Ｅ油の内部インピーダンスと電池湿度の関係は弔４
図のように単調減少間γりで表Ｔことができる。本発明
はこの点に着目してなされ１こものである。

実施例 本発明による電池内部インピーダンス測定装置が第５図
、第６１ス１に示され、第５Ｎは直流負荷の場合、ｊｉ
４６図は交流負荷の場合である。

杓ｊ１記インピーダンス測足装閾（１１は、焔、利電池
（ＦＣ）と負荷（Ｌ）との間に接続され、曲流゛電流計
（２１％１＋ｊｒ　ｉＡＥ屯圧針圧計Ｉ、交流′電圧計
１１１及び定周波・定電流（ＩＫＨｚ・１０ｍ　Ａ　）
の交流発生融（５１からなる。第５図の場合この交流発
生機１５１は電池（ＦＣ）及び直流負荷（Ｌ）に並列的
に交流を供給し交流電圧計（，１１に表はれる交流電圧
は、炉材電池（ＰＣ）の内部インピーダンス（Ｚ）及び
負荷抵抗（Ｒ）を合成しＴこインピーダンス（２Ｔ）−
１上って生ずる。

この合成インピーダンス（ＺＴ）は １　　１　　１ ＴＺＲ であり、交流電圧計（／ＩＩｃ生ずる電圧（ｖ２）は、
交流発生機（５）の出力室１流を１２（−足）と１−る
と、ｖ２＝Ｉ、、・ｚＴ とｒ（る。よって、ＱＪ　Ａｕの内部インピーダンス（
２）は ｚ＝＝　　２□・・・・・・・・・・・・（１）Ｉ２１
（−Ｖ２ となる。こ＼で、Ｉ２は一定、ｖ２は交流電圧計（４１
の測定値であるから、２は負荷抵４７Ｃ（Ｒ）を測定下
ることにより容易に知り得る。

次に交流負荷（Ｌ）の場合、これｆニインバータ（ＩＶ
）を含め１こものがｎｉＩ紀直流負荷抵抗（＋（）と同
様に考えることができる。

即ちインバータ及び負（ｉ；［のインピーダンス（２Ｌ
）は、１（ソ流屯圧、４ｆｔ３１及び的流軍流Ｊｌ’　
＋２１の測定イ１貞から防１−出される抵イ几４ｆｊＨ
＝−ｔニインノ（−夕１１問■ 有の定数を乗じｆこ　ＺＬ＝ＯＲとなる。

この場合電池インピーダンスとしてｔよ、ｒｌ’Ｊ　４
己（ｌ　１式と同様に算出し がＩ５７られる。

従つ工、直流負荷又は交、Ｉシ負ｉ’：ｒＪｂ）づれの
Ｊ詰合も、内部インピーダンス測定装置νｆｉｌｌ力＼
らの各（黄出イ言吋を１ｌｉＱ　？ｌｌＩ器（６）（二
人力して削式ＩＩＩ又！Ｉま１２＋＋二もとづきπｆ算
し、重油内部インピーダンス（Ｚ）を糎、出する。

この２は印１述の如＜　Ｉ、Ｆｊ池編度Ｃ二依存する１
１αであるから、この２を出力伯吟として、ダンノ＜　
−１７１やブロワ（出を昌１節し、供給空電編成及び１
虱１１をｉｂｌ！鋼ＩＴる。

弔７図の【：：、料゛【１簿屯系統ｌ閃で番７１．　’
Ｒｉ　１屯湿度？ニスーしｔ単純減少関数で表はさルる
ｉｑ　７１１！　ｌ伺１１１ンピーダンス（Ｚ）によっ
て供給空気温度及び風（迂ち”　ｉｔ；＋ｉｉ！［ｕす
る場合を示し１こが、ｉｌ　ｎｉ、ｉ　Ｃ）変り１を号
１；イ固の吟だ一１ン：；で検出してブロア（８）をｆ
ｆｒｌ］ＦＪしても、Ｌシ１゜以上の実捲例は空冷式の
Ｍ″治（一つり！ゴ？、、’＋、　ｔｌ、ｌ　Ｌ　Ｔこ
が、水冷式の場合も同様であり、内１インピーダンス測
定装置ｆｌｌＴ検出されＴこ電７ｔｌ！ｒ’ｌγクヘイ
ンピーダンス（Ｚ）により冷却水のｔ高段及び〆（ｊ　
（：・“１をｉ：！ｉ’ｄ節し、電池温度を制砒するこ
とがでへる。

ｌ−Ｊ＠明の効果 本発明によれば電池湿度の検出は、；ｊｉ”ＩＩＩＩ！
？Ｒ度と単純関数関係にあるη）池内部インピーダンス
を′ｎΣ気回ｙＩＳで演算１−ること（１上１）行はＡ
しるσ）で、ｆｅ来のように熱電対などＯパ晶度検１１
４ル七ｉ７′ビ宥＋７１１１内ｆａｔｓ　にｔｌｌｉ設
し１こり、り貨ン′巾のン１ン１３１　？’＋ｔｊ休〕
山ｒ体ｉ二Ｖオ１：’ｓ−ｒるＮ、を合（二比し、信頼
性及び安全性が著しく　＋！Ｑ’５智９ＬるとＪ（（二
この；１χ池内部・［ンビーダンス（二もと一５≧’（
’）１；　７！ｌ！　Ｑ）冷却度を変化すｕ　’Ｃ’ｌ
’ｉ、池温ｎｌ　ヲｊｌｉ！ｊ　？：！Ｉ　７７．＋　
、’ｌとｆｒ−ｓ　テきる。

【図面の簡単な説明】

弔１図及び第２１凶はし）つれも従来例Ｃ−よる竹゛寥
：１電池の系統図、′２Ｊ３Ｚ、図は電池内部インピー
ダンスな示Ｔ等価回路、第４図は′市油濡戻と電池内部
インピーダンスとの関係を示す図、第５図及び第６図は
いづれも本発明装置の電気回路り１、第７図は本発明装
置を備える燃料電池の系統図である。 ＦＣ・・・電池、Ｌ、Ｌ・・・負荷、％、Ｉｖ・・・イ
ンバータ、〕・・・インピーダンス測定装置、２・・・
直流電流計、３・・・吋流電圧計、４・・・交流電圧計
、５・・・交流発生融、６・・・制御器、７・・・ダン
パ、８・・・ブロワ。 第１図 第３．図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　電池と負荷との間に電池内部インピーダンス測定装
   置を接続し、盲１１記測定装置からの各検出信号を制側
   器に入力して前記インピーダンスを演算し、該演算用力
   により電池の冷却度を変化せしめることを特徴とＴる燃
   料電池の温度制御装置。 ■　７４ｉｉ記インピーダ５ンス測定装置は、直流電流
   計、直流電圧計、交流電圧計及び定周波定電流の交流発
   生陵で構成され工いることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項紀蛾の燃料電池の温度制御装置。