JP2008293708A - Fuel cell system and fuel cell control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水素を含む燃料ガスと酸素を含む酸化ガスとの供給を受けて電力を発生する燃料電池を備える燃料電池システムと、前記燃料電池を制御する燃料電池制御方法に関する。 The present invention relates to a fuel cell system including a fuel cell that generates power by receiving supply of a fuel gas containing hydrogen and an oxidizing gas containing oxygen, and a fuel cell control method for controlling the fuel cell.
燃料電池では、運転時間の累積に応じて性能が劣化してくる。従来、性能劣化を防止する一つの技術として、燃料電池が通常停止運転を終了した後に、燃料電池に水素のみを供給することにより、燃料電池内の空気極側に残存する酸素を消費させて前記燃料電池の電圧を低下させる構成が提案されている(例えば、下記の特許文献1)。燃料電池は高電位無負荷状態で放置すると劣化するためであり、通常停止運転終了後、電圧を低下させることによりその劣化の進行を抑えることができる。 In the fuel cell, the performance deteriorates according to the accumulated operation time. Conventionally, as one technique for preventing performance degradation, after the fuel cell finishes a normal stop operation, only hydrogen is supplied to the fuel cell, thereby consuming oxygen remaining on the air electrode side in the fuel cell. A configuration for reducing the voltage of the fuel cell has been proposed (for example, Patent Document 1 below). This is because the fuel cell deteriorates when left in a high potential no-load state, and the progress of the deterioration can be suppressed by reducing the voltage after the normal stop operation.
しかしながら、前記従来の技術では、燃料電池が運転を取り止めた以後の状態を起因とする性能劣化を抑制することはできるが、燃料電池全体から見たとき、性能劣化の抑制はまだまだ充分なものではなかった。 However, with the conventional technology, it is possible to suppress performance degradation caused by the state after the fuel cell has stopped operating, but when viewed from the whole fuel cell, the suppression of performance degradation is still insufficient. There wasn't.
本発明の解決しようとする課題は、燃料電池の性能劣化を十分に抑制することにある。 The problem to be solved by the present invention is to sufficiently suppress the performance deterioration of the fuel cell.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]
水素を含む燃料ガスと酸素を含む酸化ガスとの供給を受けて電力を発生する燃料電池を備え、発生された電力を負荷に与える燃料電池システムにおいて、前記燃料電池の運転を、前記負荷が通常負荷である第1の運転モードと、前記負荷が無負荷またはアイドリング負荷である第2の運転モードとの間で切り替えつつ実行する運転制御手段を備え、前記運転制御手段は、前記第2の運転モードの実行時に、前記燃料電池の電圧を低下させる制御を行う電圧低下制御手段を備える燃料電池システム。
[Application Example 1]
A fuel cell system including a fuel cell that generates power by receiving supply of a fuel gas containing hydrogen and an oxidizing gas containing oxygen, and the load is normally operated in the fuel cell system that supplies the generated power to the load. An operation control unit that executes switching between a first operation mode that is a load and a second operation mode in which the load is an unloaded or idling load; and the operation control unit includes the second operation mode. A fuel cell system comprising voltage reduction control means for performing control to reduce the voltage of the fuel cell when the mode is executed.
以上のように構成された適用例1では、運転制御手段により、燃料電池を運転制御している最中に第2の運転モードとなったときに、電圧低下制御手段により、燃料電池の電圧が低下させられる。燃料電池は、無負荷またはアイドリング負荷で運転しているとき、白金溶出、白金粒径の増大といった不具合を招き、性能劣化を引き起こすことになるが、これは燃料電池の電圧が高いためである。上記のように、第2の運転モード時に燃料電池の電圧が低下することで、無負荷またはアイドリング負荷時における白金溶出、白金粒径の増大の不具合を抑制することができ、性能劣化の程度を抑えることができる。燃料電池の運転の最中に無負荷またはアイドリング負荷となるときは間欠的に頻繁に起こることから、燃料電池の運転時間全体から見たとき性能劣化の抑制の効果は大きい。したがって、燃料電池の性能劣化を充分に抑制することができるという効果を奏する。 In the application example 1 configured as described above, when the operation control unit enters the second operation mode during the operation control of the fuel cell, the voltage drop control unit changes the voltage of the fuel cell. Reduced. When the fuel cell is operated with no load or idling load, it causes problems such as platinum elution and an increase in platinum particle size, which causes performance deterioration, because the fuel cell voltage is high. As described above, the voltage of the fuel cell decreases in the second operation mode, so that it is possible to suppress the problem of platinum elution and an increase in the platinum particle size at the time of no load or idling load. Can be suppressed. When there is no load or idling load during the operation of the fuel cell, it frequently occurs intermittently. Therefore, when viewed from the entire operation time of the fuel cell, the effect of suppressing the performance deterioration is great. Therefore, there is an effect that the performance deterioration of the fuel cell can be sufficiently suppressed.
なお、本明細書において、「アイドリング負荷」とは、燃料電池から取り出される電力が最小(≠0)となるような負荷を意味し、例えば車両に搭載した場合においては、駆動モータを停止し補機だけを動作させたときの負荷である。ここで、補機とは、車両が走行する際に直接関係ないが、間接的に走行を補助するために必要となる燃料電池システム内の装置であり、循環用水素ポンプやエアコンプレッサ等である。また、「アイドリング負荷」とは、換言すると、燃料電池の電圧が無負荷電圧(開回路電圧:OCV)とほぼ等しい電圧となるような大きさの負荷とも言える。 In the present specification, the “idling load” means a load that minimizes the electric power extracted from the fuel cell (≠ 0). For example, when mounted on a vehicle, the drive motor is stopped and compensated. This is the load when operating only the machine. Here, the auxiliary equipment is a device in the fuel cell system that is not directly related to the travel of the vehicle but is indirectly required to assist the travel, such as a hydrogen pump for circulation and an air compressor. . In other words, the “idling load” can be said to be a load having a magnitude such that the voltage of the fuel cell is substantially equal to the no-load voltage (open circuit voltage: OCV).
[適用例2]
適用例1に記載の燃料電池システムであって、前記電圧低下制御手段は、前記燃料電池に供給する燃料ガスの供給圧を増大することにより、前記燃料電池の電圧を低下させる燃料ガス供給圧増大手段を備える、燃料電池システム。
[Application Example 2]
The fuel cell system according to Application Example 1, wherein the voltage reduction control unit increases the fuel gas supply pressure to reduce the voltage of the fuel cell by increasing the supply pressure of the fuel gas supplied to the fuel cell. A fuel cell system comprising means.
適用例2の構成によれば、燃料電池に供給する燃料ガスの供給圧を増大することにより、酸化ガス極側への燃料ガスのクロスリーク量を増大させることができ、この結果、クロスリークによる反応、すなわち透過した燃料ガスが酸化ガス極側の酸化ガスと反応することによる酸素濃度低下を受けて燃料電池の電圧を低下させることができる。したがって、燃料ガスの供給圧を制御するという既存の制御を使って容易に無負荷またはアイドリング負荷時の電圧制御を行うことができる。 According to the configuration of the application example 2, by increasing the supply pressure of the fuel gas supplied to the fuel cell, the amount of cross leak of the fuel gas to the oxidizing gas electrode side can be increased. The voltage of the fuel cell can be lowered in response to a decrease in oxygen concentration due to reaction, that is, the permeated fuel gas reacts with the oxidizing gas on the oxidizing gas electrode side. Therefore, voltage control at the time of no load or idling load can be easily performed using the existing control of controlling the supply pressure of the fuel gas.
[適用例3]
適用例1または2に記載の燃料電池システムであって、前記燃料電池の電圧を検出する電圧検出手段を備え、前記電圧低下制御手段は、前記燃料電池の電圧を所定電圧以下に制御する構成である、燃料電池システム。
[Application Example 3]
The fuel cell system according to Application Example 1 or 2, further comprising voltage detection means for detecting the voltage of the fuel cell, wherein the voltage drop control means controls the voltage of the fuel cell to a predetermined voltage or less. There is a fuel cell system.
無負荷時における燃料電池の性能劣化は、所定電圧を超えると急激に大きなものとなることが見出された。適用例3の構成によれば、燃料電池の電圧を所定電圧以下に制御することで、確実に性能劣化を抑制することができる。 It has been found that the performance degradation of the fuel cell at no load rapidly increases when a predetermined voltage is exceeded. According to the configuration of the application example 3, by controlling the voltage of the fuel cell to be equal to or lower than the predetermined voltage, it is possible to reliably suppress performance deterioration.
[適用例4]
適用例3に記載の燃料電池システムであって、前記所定電圧に相当する上限電圧値と、該上限電圧値よりも低い下限電圧値とによって規定される目標電圧域を記憶する記憶手段を備え、前記電圧低下制御手段は、前記燃料電池の電圧が前記下限電圧値を下回っているか否かを判定する電圧判定手段と、前記電圧判定手段により前記燃料電池の電圧が前記下限電圧値を下回っていると判定されたとき、前記燃料電池に供給する酸化ガスの供給圧を増大する酸化ガス供給圧増大制御手段とを備える、燃料電池システム。
[Application Example 4]
The fuel cell system according to Application Example 3, comprising storage means for storing a target voltage range defined by an upper limit voltage value corresponding to the predetermined voltage and a lower limit voltage value lower than the upper limit voltage value, The voltage drop control means includes: voltage determination means for determining whether or not the voltage of the fuel cell is lower than the lower limit voltage value; and the voltage of the fuel cell is lower than the lower limit voltage value by the voltage determination means. A fuel cell system comprising: an oxidizing gas supply pressure increase control means for increasing the supply pressure of the oxidizing gas supplied to the fuel cell.
適用例4の構成では、無負荷またはアイドリング負荷の状態から走行状態に復帰する時において、燃料電池の電圧は目標電圧域の下限電圧値を下回らないことから、復帰の際の始動性を損ねることがない。 In the configuration of the application example 4, when returning from the no-load or idling load state to the traveling state, the voltage of the fuel cell does not fall below the lower limit voltage value of the target voltage range. There is no.
[適用例5]
燃料電池に水素を含む燃料ガスと酸素を含む酸化ガスとを供給し、前記燃料電池で発生された電力を負荷に与える燃料電池制御方法であって、前記燃料電池の運転を、前記負荷が通常負荷である第1の運転モードと、前記負荷が無負荷またはアイドリングである第2の運転モードとの間で切り替えつつ実行し、前記第2の運転モードの実行時に、前記燃料電池の電圧を低下させる制御を行う燃料電池制御方法。
[Application Example 5]
A fuel cell control method for supplying a fuel cell containing hydrogen and an oxidant gas containing oxygen to a fuel cell, and supplying the power generated by the fuel cell to a load. It is executed while switching between a first operation mode that is a load and a second operation mode in which the load is unloaded or idling, and the voltage of the fuel cell is reduced during the execution of the second operation mode. A fuel cell control method for performing control.
前記燃料電池制御方法は、本発明の燃料電池システムと同様に、燃料電池の性能劣化を充分に抑制することができるという効果を奏する。 Similar to the fuel cell system of the present invention, the fuel cell control method has an effect that the performance deterioration of the fuel cell can be sufficiently suppressed.
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples.
A.燃料電池システムの全体構成:
図1は、本発明の第1実施例を適用した燃料電池システム1の全体構成図である。図示するように、この燃料電池システム1は、水素を含む燃料ガスと酸素を含む酸化ガスの供給を受けて電力を発生する燃料電池10と、水素ガス源(図示せず)からの水素ガスをシステム内で流通させるための水素ガス流路系20と、酸化ガスとしてのエア(空気)を流通させるためのエア流路系40と、燃料電池10の運転をコントロールする電子制御ユニット(以下、「ECU」と呼ぶ)60とを備えている。この燃料電池システム1は、車両の駆動モータの供給電源として使用され、燃料電池10で発生された電力を負荷である駆動モータに与えている。また、駆動モータ以外にも後述する補機についても負荷として燃料電池10から電力を与えられている。
A. Overall configuration of the fuel cell system:
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a fuel cell system 1 to which a first embodiment of the present invention is applied. As shown in the figure, this fuel cell system 1 includes a
図2は、燃料電池10を構成する単セルの概略構成を示す説明図である。燃料電池10は、多数の単セルが積層されたスタック構造を有するもので、図2では単セルの縦断面の一部が示されている。燃料電池10の単セルは、主として、固体高分子電解質膜(以下、単に「電解質膜」と呼ぶ)13の両面に電極14,15が配置された膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly、以下MEAという)12と、MEA12を両面から挟み込む一対のセパレータ16,17とを備えている。この単セルは、多数の単セルを緊密に積層することで数百Vの直流電源とする。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a single cell constituting the
MEA12は、電解質膜13を二つの電極、つまり燃料極であるアノード14と酸素極であるカソード15とで挟みこんだものである。ここで、電解質膜13は、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を有する固体高分子材料で作製された膜であり、具体的にはフッ素系樹脂により形成された膜(デュポン社製のナフィオン膜等)などが挙げられる。
The
アノード14及びカソード15は、それぞれ触媒電極14a,15aとガス拡散層14b,15bとによって構成されている。触媒電極14a,15aは、電解質膜13に接触する側に位置し、白金微粒子を担持させた導電性カーボンブラックにより形成されている。一方、ガス拡散層14b,15bは、触媒電極14a,15aに積層され、炭素繊維からなる糸で織成したカーボンクロスにより形成されている。なお、触媒電極14a,15aに含まれる白金は、水素をプロトンと電子に分けるのを促進したり酸素とプロトンと電子から水を生成する反応を促進する作用を有するものであるが、同様の作用を有するものであれば白金以外のものを用いてもよい。また、ガス拡散層14b,15bは、カーボンクロスのほか、炭素繊維からなるカーボンペーパまたはカーボンフェルトによって形成してもよく、十分なガス拡散性および導電性を有していればよい。
The
一対のセパレータ16,17のそれぞれには、複数の孔や凹部が形成されている。この凹部によってMEA12との間に、電気化学反応に供される反応ガスの流路が形成される。すなわち、アノード14側のセパレータ16とMEA12との間には、水素を含有する燃料ガスが通過する単セル内燃料ガス流路16aが形成される。また、カソード15側のセパレータ17とMEA12との間には、空気などの酸素を含有する酸化ガスが通過する単セル内酸化ガス流路17aが形成される。
A plurality of holes and recesses are formed in each of the pair of
図1に戻って、水素ガス流路系20は、水素ガス源の放出口から燃料電池10の供給口に至る水素ガス供給管22と、燃料電池10の排出口から水素ガス供給管22に至る水素ガス排出管24とを備える。前記燃料電池10の供給口および排出口は、図示しないマニホルドホールを介して前述した単セル内燃料ガス流路16a(図2)に接続されている。
Returning to FIG. 1, the hydrogen gas
水素ガス供給管22には、燃料電池10の供給口側から圧力計P1および水素調圧バルブV1が備えられている。なお、水素ガス供給管22の他端には、水素ガス源としての水素貯蔵タンクとレギュレータが接続可能に設けられており、燃料電池10の運転時に水素ガスを供給できるようになっている。このとき、供給される水素ガスの供給圧は水素調圧バルブV1の開閉状態を制御して調整することができる。
The hydrogen
水素ガス排出管24には、燃料電池10の排出口側から圧力計P2、気水分離器32、循環用水素ポンプ34および逆止弁36が備えられている。水素ガス排出管24の他端は、水素ガス供給管22の水素調圧バルブV1よりも下流側に接続されている。水素ガス排出管24により、燃料電池10において電池反応に寄与しなかった排出水素ガスを、水素ガス排出管24を介して水素ガス供給管22に戻すことができる。気水分離器32は、排出水素ガスに含まれる余分な水分を除去して、供給用の水素ガスとしての再生を図っている。圧力計P2は、水素ガスについての燃料電池10の排出口付近の圧力を検出している。なお、水素ガス供給管22における循環用水素ポンプ34と逆止弁36との間にはバルブV2を備えた排出管38の一端が接続されており、バルブV2を開けたときに他端からの排出が可能なようになっている。
The hydrogen
エア流路系40は、燃料電池10の酸化ガス供給口に至るエア供給管42と、燃料電池10の酸化ガス排出口に至るエア排出管44とを備える。前記酸化ガス供給口および酸化ガス排出口は、図示しないマニホルドホールを介して前述した単セル内酸化ガス流路17a(図2)に接続されている。エア排出管44の途中には圧力計P3とエア調圧バルブV3とが設けられている。エア供給管42により燃料電池10へのエアの供給が可能となり、電池反応によって酸素密度が低くなった排出エアおよび生成水の排出がエア排出管44により可能となっている。エア供給管42およびエア排出管44の各他端は加湿器43と接続されており、燃料電池10に加湿エアを供給すると共に、エア排出管44を通じて排出された生成水をエア供給管42に戻し再利用可能なように構成されている。圧力計P3は、エアについての燃料電池10の排出口付近の圧力を検出している。
The air
加湿器43には更に、エアコンプレッサ46を備えた供給配管47および排出配管49の各々の一端が接続されており、供給配管47の他端に配された図示しないフィルタを介して外気よりエアを吸引すると共に、排出配管49の他端から外部に排出空気及び不要な生成水を排出できるようになっている。
The
燃料電池10には、燃料電池10を構成する単セルと電気的に接続されて、単セルの電圧を測定する電圧測定器52が設けられている。詳細には、電圧測定器52は、燃料電池10のスタック構造の所定位置(例えば中央付近)の1つの単セルと接続されており、この所定位置の1つの単セルの電圧を測定している。また、測定する単セルは1つに限る必要もなく、複数個(例えば、2つ、あるいは全て)の単セルの電圧を測定し、これらの平均値をとる構成としてもよい。
The
以上詳述したように、水素ガス流路系20およびエア流路系40の構成によって、燃料電池10に対して水素ガスの給排とエアの給排が行われる。燃料電池10は、水素ガスとエアの供給を受けると、電気化学反応(電池反応)によって発電を行う。
As described above in detail, the hydrogen
前述した圧力計P1〜P3、循環用水素ポンプ34、水素調圧バルブV1、バルブV2、エア調圧バルブV3、加湿器43、エアコンプレッサ46および電圧測定器52等は、ECU60と電気的に接続されている。
The aforementioned pressure gauges P1 to P3, the
ECU60は、CPU、ROM、RAM(図示せず)等を備えた周知のマイクロコンピュータによって構成される。ROMには、各種のコンピュータプログラムが予め格納されている。CPUは、RAMをワークエリアとして用いて前記コンピュータプログラムを実行することにより、前記電気的に接続された各パーツの動作タイミングを制御する。実際には、ECU60は、CPUによって、前記コンピュータプログラムを実行することにより、負荷の大きさに応じて水素ガスおよびエアの量を調節して燃料電池10の出力を制御する運転制御部M1を機能的に実現している。
The ECU 60 is configured by a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM (not shown), and the like. Various computer programs are stored in advance in the ROM. The CPU controls the operation timing of each of the electrically connected parts by executing the computer program using the RAM as a work area. In practice, the ECU 60 functions as an operation control unit M1 that controls the output of the
運転制御部M1は、前記負荷が通常負荷である通常運転モード(以下、「第1の運転モード」と呼ぶ)と、前記負荷が無負荷(OC:open circuit)またはアイドリング負荷である第2の運転モードとの間で運転モードの切り替えを行ないつつ運転を進めている。「通常負荷」とは、本実施例においては、車両の駆動モータを動作させるときの大きさの負荷であり、車両の走行状態に応じて変動する。「アイドリング負荷」とは、駆動モータを停止しエアコンプレッサ46や循環用水素ポンプ34等の燃料電池システム1内の補機を動作させたとき(すなわち「アイドリング状態」)の負荷である。運転制御部M1による第1の運転モード時の制御処理については周知のものであることから、ここでは詳しい説明は省略する。運転制御部M1による第2の運転モード時の制御処理について、以下に詳細に説明する。この第2の運転モード時の制御処理、すなわち第2運転モード制御処理を実行することにより電圧低下制御部M2が実現される。
The operation control unit M1 includes a normal operation mode in which the load is a normal load (hereinafter referred to as “first operation mode”), and a second in which the load is an unloaded (OC: open circuit) or an idling load. Driving is proceeding while switching the operation mode to and from the operation mode. In the present embodiment, the “normal load” is a load having a magnitude when the drive motor of the vehicle is operated, and varies depending on the traveling state of the vehicle. The “idling load” is a load when the driving motor is stopped and the auxiliary machines in the fuel cell system 1 such as the
B.ソフトウェアの構成:
図3は、ECU60により実行される第2運転モード制御処理を示すフローチャートである。この処理は、制御ユニット60における燃料電池10の運転制御の一部として、割り込み処理により実行される。すなわち、第1の運転モードを実行する運転制御に対して、所定時間毎(例えば、100[ms]毎)に割り込んでこの第2運転モード制御処理は実行開始される。
B. Software configuration:
FIG. 3 is a flowchart showing a second operation mode control process executed by the ECU 60. This process is executed by an interrupt process as part of the operation control of the
図3に示すように、処理が開始されると、ECU60のCPUは、まず、燃料電池10は、OC状態またはアイドリング状態にあるか否かを判定する(ステップS100)。OC状態とは、燃料電池10の両極間における電荷の移動が遮断された開回路(OC;Open Circuit)の状態であり、無負荷状態である。アイドリング状態とは、OC状態と負荷の大きさが近似しているアイドリング負荷を受ける状態である。ステップS100では、具体的には、燃料電池10の運転制御を監視してOC状態またはアイドリング状態にあるか否かを判定している。なお、運転制御を監視する構成に換えて、この燃料電池システム1を搭載する車両に備えられる図示しないアクセル操作部(例えば、アクセルペダル、アクセルレバー等)が操作されていないか否かからその判定を行う構成としてもよい。アクセル操作部が操作されないときには、駆動モータも補機も動作していないOC状態か、駆動モータを停止し補機だけを動作させたアイドリング状態のいずれか一方であることから、このアクセル操作部が操作されていないか、あるいは操作されているかによってステップS100の判定を行うことができる。
As shown in FIG. 3, when the process is started, the CPU of the ECU 60 first determines whether or not the
ステップS100で、OC状態でもアイドリング状態でもないと判定された場合には、「リターン」に抜けて、この第2運転モード制御処理を一旦終了する。一方、ステップS100でOC状態またはアイドリング状態にあると判定された場合には、CPUは、ステップS110に処理を進める。 If it is determined in step S100 that the state is neither the OC state nor the idling state, the process returns to “RETURN” and the second operation mode control process is temporarily terminated. On the other hand, if it is determined in step S100 that the state is the OC state or the idling state, the CPU advances the process to step S110.
ステップS110では、CPUは、電圧測定器52により検出された単セルの電圧(以下、「セル電圧」と呼ぶ)Eを取り込み、続くステップS120で、CPUは、前記取り込んだセル電圧Eが所定電圧E1を上回っているか否かを判定する。所定電圧E1は、OC状態時における燃料電池の性能劣化を抑える目標電圧であり、本発明を適用しない従来例の燃料電池システムにおいて取り得るOCVよりも小さい値となっている。上記OCVは例えば1.0[V]であり、所定電圧E1は例えば0.9[V]である。
In step S110, the CPU takes in the voltage of a single cell (hereinafter referred to as “cell voltage”) E detected by the
ステップS120で、セル電圧Eが所定電圧E1を上回っていると判定された場合には、CPUは、水素ガスの供給圧Phを増大する処理を行う(ステップS130)。詳細には、水素調圧バルブV1の開度Sを微少開度ΔSだけ開くことにより、水素ガス供給管22を介して燃料電池10へ送られる水素ガスの供給圧Phを増大する。ここで、開く開度は微少開度ΔSであり、このステップS130の処理を繰り返し実行することで、開度Sを漸増させる。ステップS130の実行後、「リターン」に抜けて、この第2運転モード制御処理を一旦終了する。
If it is determined in step S120 that the cell voltage E exceeds the predetermined voltage E1, the CPU performs a process of increasing the hydrogen gas supply pressure Ph (step S130). Specifically, the hydrogen gas supply pressure Ph sent to the
一方、ステップS120で、セル電圧Eが所定電圧E1以下である場合には、CPUは、ステップS130を実行することなく「リターン」に進めて、この第2運転モード制御処理を一旦終了する。なお、ステップS110ないしS130の処理が電圧低下制御部M2(図1)に対応する。 On the other hand, if the cell voltage E is equal to or lower than the predetermined voltage E1 in step S120, the CPU proceeds to “return” without executing step S130, and temporarily ends the second operation mode control process. In addition, the process of step S110 thru | or S130 respond | corresponds to the voltage drop control part M2 (FIG. 1).
C.作用・効果:
図4は、第2運転モード制御処理の動作を示すタイミングチャートである。図示の上段に示すように、本実施例の燃料電池システム1を搭載する車両は、走行状態とOC状態とを切り換える運転がなされているものとする。すなわち、時刻t0〜t1は走行状態にあり、時刻t1〜t2はOC状態にあり、時刻t2以後は走行状態にある。
C. Action / Effect:
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the second operation mode control process. As shown in the upper part of the figure, it is assumed that the vehicle on which the fuel cell system 1 of this embodiment is mounted is operated to switch between the traveling state and the OC state. That is, the time t0 to t1 is in the running state, the time t1 to t2 is in the OC state, and after the time t2, it is in the running state.
図中の中段には、従来例についてのセル電圧XE、水素ガス供給圧XPh、エア供給圧XPaが示されている。水素ガス供給圧XPh、エア供給圧XPaは、燃料電池に供給される水素ガスまたはエアの供給圧である。セル電圧XEは、走行状態からOC状態に切り替わったとき(時刻t1)にOCVまで上昇する。OC状態に切り替わる前の時刻t0〜t1では、水素ガス供給圧XPhは時間の経過と共に漸増する。車両の停止に向けた減速を受けて、燃料電池10での水素ガスの消費量が減少し、水素ガス供給圧XPhが漸増するためである。
In the middle of the figure, the cell voltage XE, the hydrogen gas supply pressure XPh, and the air supply pressure XPa for the conventional example are shown. The hydrogen gas supply pressure XPh and the air supply pressure XPa are supply pressures of hydrogen gas or air supplied to the fuel cell. Cell voltage XE rises to OCV when switching from the running state to the OC state (time t1). At times t0 to t1 before switching to the OC state, the hydrogen gas supply pressure XPh gradually increases with time. This is because the consumption of hydrogen gas in the
高くなった水素ガス供給圧XPhは、時刻t1以後、徐々に減少する。これは、OC状態にあって、アノード14に供給された水素ガスの一部が、発電に消費されず電解質膜13を通してカソード15に透過するクロスリークの現象が生じたためである。なお、OC状態時における水素ガス供給圧XPhは、所定の程度だけ低い値となる。高くなった水素ガス供給圧XPhによる供給を受けた水素ガスとエアが発電反応によって消費されるためである。また、クロスリークによる発電反応、すなわち透過した水素ガスがカソード15側のエア中の酸素と反応することによる酸素濃度低下を受けて、セル電圧XEもOCVから徐々に低下する。
The increased hydrogen gas supply pressure XPh gradually decreases after time t1. This is because in the OC state, a part of the hydrogen gas supplied to the
OC状態から走行状態に復帰した時刻t2以後では、水素ガス供給圧XPhおよびエア供給圧XPaは復帰し、また、セル電圧XEも低い値に復帰する。 After time t2 when the OC state is restored to the traveling state, the hydrogen gas supply pressure XPh and the air supply pressure XPa are restored, and the cell voltage XE is also restored to a low value.
図中の下段には、本第1実施例についてのセル電圧E、水素ガス供給圧Ph、エア供給圧Paが示されている。従来例と同様に、走行状態からOC状態に切り替わったとき(時刻t1)、セル電圧Eは従来例でいうOCVと同じ電圧まで上昇する。そうすると、セル電圧Eは所定電圧E1を上回わることから(時刻t11)、それ以降、前述したステップS120およびS130の処理により、水素ガス供給圧Phは次第に高くなる。なお、図示においては、セル電圧Eが所定電圧E1を上回わったと判定されて水素ガス供給圧Phが上昇を開始する時刻t11は、セル電圧EがOCV付近まで上昇したときとなっているが、これは、OC状態となるとセル電圧Eが急激に上昇し、ステップS120およびS130の制御が追いつかないためである。水素ガス供給圧Phが次第に高くなると、カソード15側へのクロスリーク量が増大することから、セル電圧Eは上記OCV辺りから急激に低下する(図中のL1)。セル電圧Eが所定電圧E1以下となるまで(時刻t12)、水素ガス供給圧Phは増大し、セル電圧Eも低下する。セル電圧Eは、時刻t12以後もクロスリークを受けて徐々に低下する。
The lower part of the figure shows the cell voltage E, the hydrogen gas supply pressure Ph, and the air supply pressure Pa for the first embodiment. Similar to the conventional example, when the traveling state is switched to the OC state (time t1), the cell voltage E rises to the same voltage as the OCV in the conventional example. As a result, the cell voltage E exceeds the predetermined voltage E1 (time t11), and thereafter, the hydrogen gas supply pressure Ph gradually increases by the processing of steps S120 and S130 described above. In the figure, the time t11 when the cell voltage E is determined to have exceeded the predetermined voltage E1 and the hydrogen gas supply pressure Ph starts to increase is when the cell voltage E has increased to near OCV. This is because the cell voltage E rapidly increases when the OC state is reached, and the control of steps S120 and S130 cannot catch up. As the hydrogen gas supply pressure Ph gradually increases, the amount of cross leak toward the
なお、図中の破線L2に示すように、水素ガス供給圧Phの増大率を大きくすると(すなわち、ステップS130で増大する微少開度ΔSを大きくすると)、クロスリーク量をより増大することができることから、図中の破線L3に示すように、より急激に(=より短時間で)セル電圧Eを低下させることができる。 As shown by the broken line L2 in the figure, when the increase rate of the hydrogen gas supply pressure Ph is increased (that is, when the minute opening ΔS that increases in step S130 is increased), the cross leak amount can be further increased. Thus, as indicated by a broken line L3 in the figure, the cell voltage E can be decreased more rapidly (= in a shorter time).
OC状態から走行状態に復帰した時刻t2以後では、本第1実施例でも従来例と同様に、水素ガス供給圧Phおよびエア供給圧Paは復帰し、また、セル電圧Eも低い値に完全に復帰する。なお、このタイミングチャートで示したOC状態は、アイドリング状態に換えることもできる。 After the time t2 when the traveling state is returned from the OC state, the hydrogen gas supply pressure Ph and the air supply pressure Pa are restored in the first embodiment as well as the conventional example, and the cell voltage E is completely reduced to a low value. Return. Note that the OC state shown in this timing chart can be changed to an idling state.
以上のように構成された本第1実施例では、燃料電池10を運転制御している最中にOC状態またはアイドリング状態となったときに、セル電圧Eは所定電圧E1以下に制御される。燃料電池は、OC状態またはアイドリング状態で運転しているとき、白金溶出、白金粒径の増大といった不具合を招き、性能劣化を引き起こすことになるが、上記のようにセル電圧Eを従来例におけるOCVよりも低い所定電圧E1に制御することで、上記の白金溶出、白金粒径の増大の不具合を解消して性能劣化の程度を抑えることができる。燃料電池10の運転の最中にOC状態またはアイドリング状態となるときは間欠的に頻繁に起こることから、燃料電池10の運転時間全体から見たとき性能劣化の抑制の効果は大きい。したがって、燃料電池10の性能劣化を充分に抑制することができるという効果を奏する。
In the first embodiment configured as described above, the cell voltage E is controlled to be equal to or lower than the predetermined voltage E1 when the
D.第2実施例:
本発明の第2実施例について次に説明する。この第2実施例は、第1実施例と比較して、ECU60により実行される第2運転モード制御処理の構成が相違だけであり、その他のソフトウェアおよびハードウェアの構成は同一である。
D. Second embodiment:
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the second operation mode control process executed by the ECU 60, and the other software and hardware configurations are the same.
図5は、ECU60により実行される第2運転モード制御処理を示すフローチャートである。この処理は、第1実施例の第2運転モード制御処理と比較して、図中、ステップS100,S120,S130の処理が同一で、相違するのはステップS210,S240,S250である。 FIG. 5 is a flowchart showing a second operation mode control process executed by the ECU 60. Compared with the second operation mode control process of the first embodiment, this process is identical in steps S100, S120, and S130, but differs in steps S210, S240, and S250.
ステップS210では、CPUは、セル電圧Eに加えて、圧力計P2,P3により検出された水素ガスおよびエアについての燃料電池10の排出口付近の各圧力、すなわち水素ガス排出口圧力SPhおよびエア排出口圧力SPaを取り込む。
In step S210, the CPU, in addition to the cell voltage E, each pressure near the discharge port of the
ステップS120でセル電圧Eが所定電圧(以下、この実施例では「第1の所定電圧」と呼ぶ)E1以下であると判定された場合には、CPUは、ステップS240に処理を進めて、ステップS210で取り込んだセル電圧Eが第2の所定電圧E2を下回っているか否かを判定する。第2の所定電圧E2は、第1の所定電圧E1よりも小さい値である。すなわち、第1の所定電圧E1および第2の所定電圧E2は、セル電圧Eを低下させる際の目標電圧域の上限電圧値と下限電圧値を規定するためのものである。例えば、第1の所定電圧E1は前述したように例えば0.9[V]であるのに対して、第2の所定電圧E2は例えば0.8[V]である。 If it is determined in step S120 that the cell voltage E is equal to or lower than a predetermined voltage (hereinafter referred to as “first predetermined voltage” in this embodiment) E1, the CPU proceeds to step S240 and proceeds to step S240. It is determined whether or not the cell voltage E captured in S210 is lower than the second predetermined voltage E2. The second predetermined voltage E2 is a value smaller than the first predetermined voltage E1. That is, the first predetermined voltage E1 and the second predetermined voltage E2 are for defining the upper limit voltage value and the lower limit voltage value of the target voltage range when the cell voltage E is lowered. For example, the first predetermined voltage E1 is, for example, 0.9 [V] as described above, while the second predetermined voltage E2 is, for example, 0.8 [V].
上記第1の所定電圧E1および第2の所定電圧E2の各値は、コンピュータプログラムに記述された数値としてROMに記憶されるものであるが、これに換えて、ROMに別データとしてE1およびE2の各値を記憶させて、コンピュータプログラムに従ってこの各値を読み出す構成としてもよい。 The values of the first predetermined voltage E1 and the second predetermined voltage E2 are stored in the ROM as numerical values described in the computer program. Instead, E1 and E2 are stored as separate data in the ROM. Each value may be stored, and each value may be read according to a computer program.
ステップS240でセル電圧Eが第2の所定電圧E2を下回っていると判定された場合には、CPUは、燃料電池10の下流側に設けられたエア調圧バルブV3を閉側に制御することにより、エア供給管42を介して燃料電池10へ送られるエアの供給圧Paを増大する処理を行う(ステップS250)。詳細には、ステップS210で取り込んだ水素ガス排出口圧力SPhとエア排出口圧力SPaとが同一となるように、エア調圧バルブV3の開度を調整する。水素ガス排出口圧力SPhとエア排出口圧力SPaとが同一となるということは、水素ガス供給圧Phとエア供給圧Paとが同一となることと等価である。なお、エア供給管42にも圧力計を設けて、この圧力計と水素ガス供給管22の圧力計P1との検出結果を同圧とするように、エア調圧バルブV3の開度を調整する構成に換えてもよい。
When it is determined in step S240 that the cell voltage E is lower than the second predetermined voltage E2, the CPU controls the air pressure regulating valve V3 provided on the downstream side of the
ステップS250の実行後、CPUは「リターン」に進めて、この第2運転モード制御処理を一旦終了する。一方、ステップS240でセル電圧Eが第2の所定電圧E2以上であると判定された場合には、ステップS130を実行することなく「リターン」に進めて、この第2運転モード制御処理を一旦終了する。 After execution of step S250, the CPU proceeds to “return” and temporarily ends the second operation mode control process. On the other hand, if it is determined in step S240 that the cell voltage E is equal to or higher than the second predetermined voltage E2, the process proceeds to “RETURN” without executing step S130, and the second operation mode control process is temporarily terminated. To do.
図6は、本第2実施例における第2運転モード制御処理の動作を示すタイミングチャートである。図示の上段の走行状態を示すチャートは、第1実施例のもの(図4参照)と同一である。図示の中段のセル電圧Eを示すチャートは、第1実施例のもの(図4参照)の破線L3と同一(但し後述するt13まで)である。すなわち、セル電圧Eを示すチャートは、セル電圧Eがより急激に低下するように水素ガス供給圧Phの増大率をより大きくしたものである。 FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the second operation mode control process in the second embodiment. The chart showing the upper running state shown in the figure is the same as that of the first embodiment (see FIG. 4). The chart showing the cell voltage E in the middle stage is the same as that of the broken line L3 in the first embodiment (see FIG. 4) (however, until t13 described later). That is, the chart showing the cell voltage E is obtained by increasing the increase rate of the hydrogen gas supply pressure Ph so that the cell voltage E decreases more rapidly.
図示するように、第1実施例と同様に、時刻t11〜t12においては、水素ガス供給圧Phが次第に高くなって、セル電圧Eは急激に低下する。時刻t12以後、セル電圧Eは徐々に低下するが、セル電圧Eが第2の所定電圧E2を下回ったときに(時刻t13)、前述したステップS240およびS250の処理により、エア供給圧Paが水素ガス供給圧Phと同圧に高められる。水素ガス供給圧Phとエア供給圧Paとが同一となると、クロスリークの現象が生じないことからセル電圧Eの低下が抑えられ、時刻t2までセル電圧Eは第2の所定電圧E2を保持する。 As shown in the figure, similarly to the first example, at times t11 to t12, the hydrogen gas supply pressure Ph gradually increases and the cell voltage E rapidly decreases. After time t12, the cell voltage E gradually decreases, but when the cell voltage E falls below the second predetermined voltage E2 (time t13), the air supply pressure Pa is reduced to hydrogen by the processing of steps S240 and S250 described above. The pressure is increased to the same pressure as the gas supply pressure Ph. If the hydrogen gas supply pressure Ph and the air supply pressure Pa are the same, the cross leak phenomenon does not occur, so that the decrease in the cell voltage E is suppressed, and the cell voltage E maintains the second predetermined voltage E2 until time t2. .
OC状態から走行状態に復帰した時刻t2以後では、第1実施例と同様に、水素ガス供給圧Phおよびエア供給圧Paは復帰し、また、セル電圧Eも低い値に完全に復帰する。 After time t2 when returning from the OC state to the traveling state, the hydrogen gas supply pressure Ph and the air supply pressure Pa return and the cell voltage E also completely returns to a low value, as in the first embodiment.
以上のように構成された本第2実施例では、燃料電池10を運転制御している最中にOC状態またはアイドリング状態となったときに、セル電圧Eは従来例におけるOCVよりも低い目標電圧域E1〜E2に制御される。したがって、本第2実施例でも、第1実施例と同様に、OC状態またはアイドリング状態である第2の運転モード時における燃料電池の性能劣化の程度を抑えることができることから、全体としても燃料電池10の性能劣化を充分に抑制することができるという効果を奏する。また、本第2実施例では、OC状態またはアイドリング状態から走行状態に復帰する時(時刻t2)において、セル電圧Eは目標電圧域E1〜E2を下回らないことから、復帰の際の始動性を損ねることがないという効果を奏する。すなわち、第1実施例と比較して、走行状態への復帰時における始動性の向上を図ることができるという第2実施例特有の効果を奏する。
In the second embodiment configured as described above, the cell voltage E is a target voltage lower than the OCV in the conventional example when the
なお、この第2実施例では、エア供給圧Paを増大することで水素ガス供給圧Phとエア供給圧Paとが同一となるように構成したが、これに換えて、エア供給圧Paは変化させることなく水素ガス供給圧Phを低下させることで両者が同一となるように構成してもよい。すなわち、バルブV2を開側に制御することにより水素ガスを逃がして、水素ガス供給圧Phとエア供給圧Paとが同一となるように構成してもよい。 In the second embodiment, the hydrogen gas supply pressure Ph and the air supply pressure Pa are configured to be the same by increasing the air supply pressure Pa. Instead, the air supply pressure Pa changes. Alternatively, the hydrogen gas supply pressure Ph may be reduced so that the two are the same. That is, the hydrogen gas may be released by controlling the valve V2 to the open side so that the hydrogen gas supply pressure Ph and the air supply pressure Pa are the same.
E.他の実施形態:
なお、この発明は上記の第1および第2実施例や変形例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で実施することが可能であり、例えば次のような他の実施形態も可能である。
E. Other embodiments:
The present invention is not limited to the first and second embodiments and modifications described above, and can be carried out in various modes without departing from the scope of the invention. Embodiments are possible.
(1)前記各実施例では、OCまたはアイドリング負荷時におけるセル電圧Eの低下を、水素ガスの供給圧を増大することにより実現していたが、これに換えて、エア、すなわち酸化ガスの供給圧を低下させることによりセル電圧Eの低下を実現する構成としてもよい。あるいは、図1において、排出配管49からの排気を供給配管47に戻すことにより、燃料電池10に供給される酸素量を少なくしてセル電圧Eの低下を実現する構成としてもよい。すなわち、OCまたはアイドリング負荷時においてセル電圧を低下させることのできる構成であれば、いずれの手段によるものであってもよい。
(1) In each of the above-described embodiments, the cell voltage E is reduced by increasing the supply pressure of the hydrogen gas at the time of OC or idling load. Instead, the supply of air, that is, the oxidizing gas is performed. It is good also as a structure which implement | achieves the fall of the cell voltage E by reducing a pressure. Alternatively, in FIG. 1, the exhaust from the
(2)前記各実施例では、燃料電池の電圧を低下させる制御を、電圧測定器52で測定したセル電圧Eを観察しながら行っていたが、これに換えて、第2の運転モードに切り替わったときに、燃料電池の電圧を検出することなく、水素ガスの供給圧を所定の大きさだけ増大して燃料電池の電圧を低下させる構成としてもよい。燃料電池の電圧を低下させる構成は上記(1)と同様に様々な手段に換えることもできる。この構成によっても、OC状態またはアイドリング状態における燃料電池10の性能劣化をある程度抑制することができる。
(2) In each of the above embodiments, the control for lowering the voltage of the fuel cell is performed while observing the cell voltage E measured by the
(3)前記各実施例で用いた固体高分子電解質膜13は、一般的な約30[μm]の膜厚であるが、これに対して、膜厚を約30[μm]よりも薄くなるよう薄膜化した構成に換えてもよい。図7は、電解質膜の膜厚と水素ガスの透過量との関係を示すグラフである。横軸には膜厚が、縦軸には透過量がとられている。透過量は、水素ガス供給圧を100[kPa(G)]に、エア供給圧を0[kPa(G)]にしたときの電解質膜における水素ガスの透過量である。図中に示すように、膜厚が薄くなるに従って透過量は大きくなる。膜厚を約30[μm]よりも薄くしたときに透過量は大きい。透過量が大きいということは、OCまたはアイドリング負荷時におけるクロスリーク量が大きいということであり、より短時間でセル電圧Eを低下させることができる。したがって、この変形例によれば、セル電圧EがOCVとなる期間を一層少なくすることができることから、より一層効果的に燃料電池の性能劣化を抑えることができる。
(3) The solid
なお、前記膜厚が約30[μm]以下というのは適用例の一つであり、必ずしも約30[μm]以下の膜厚である必要はない。30[μm]よりも厚い膜厚でも透過量が大きく、セル電圧を低下させることのできる膜構造であればよい。 The film thickness of about 30 [μm] or less is one application example, and the film thickness is not necessarily about 30 [μm] or less. Even if the film thickness is greater than 30 [μm], any film structure may be used as long as the amount of transmission is large and the cell voltage can be reduced.
(4)前記各実施例では、圧力計により水素ガスやエアの圧力を検出して、この検出圧に従って水素ガス供給圧やエア供給圧を制御する構成としていたが、これに換えて、流量センサを備え付けて水素ガスやエアの流速を制御する構成としてもよい。 (4) In each of the above embodiments, the pressure of the hydrogen gas or air is detected by a pressure gauge, and the hydrogen gas supply pressure or the air supply pressure is controlled according to the detected pressure. It is good also as a structure which controls the flow velocity of hydrogen gas or air.
(5)前記各実施例では、燃料電池スタックは固体高分子型燃料電池としたが、固体酸化物型燃料電池やリン酸型燃料電池等、異なる種類の燃料電池に適用することも可能である。また、前記各実施例では、燃料電池システムを車両に搭載する場合について説明したが、これに替えて、船舶、航空機などの他の交通手段や、その他各種産業機械などに搭載することも可能である。 (5) In each of the above embodiments, the fuel cell stack is a solid polymer fuel cell, but it can also be applied to different types of fuel cells such as a solid oxide fuel cell and a phosphoric acid fuel cell. . In each of the above-described embodiments, the fuel cell system is mounted on a vehicle. Alternatively, the fuel cell system can be mounted on other transportation means such as a ship and an aircraft, and other various industrial machines. is there.
1…燃料電池システム
10…燃料電池
13…固体高分子電解質膜
13…電解質膜
14…アノード
14a…触媒電極
14b…ガス拡散層
15…カソード
15a…触媒電極
15b…ガス拡散層
16…セパレータ
16a…単セル内燃料ガス流路
17…セパレータ
17a…単セル内酸化ガス流路
20…水素ガス流路系
22…水素ガス供給管
24…水素ガス排出管
32…気水分離器
34…循環用水素ポンプ
36…逆止弁
38…排出管
40…エア流路系
42…エア供給管
43…加湿器
44…エア排出管
45…排出配管
46…エアコンプレッサ
47…供給配管
49…排出配管
52…電圧測定器
60…制御ユニット(ECU)
M1…運転制御部
M2…電圧低下制御部
P1、P2,P3…圧力計
V1…水素調圧バルブ
V2…バルブ
V3…エア調圧バルブ
E…セル電圧
E1…第1の所定電圧
E2…第2の所定電圧
Ph…水素ガス供給圧
Pa…エア供給圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
M1 ... Operation control unit M2 ... Voltage drop control unit P1, P2, P3 ... Pressure gauge V1 ... Hydrogen pressure regulating valve V2 ... Valve V3 ... Air pressure regulating valve E ... Cell voltage E1 ... First predetermined voltage E2 ... Second Predetermined voltage Ph ... Hydrogen gas supply pressure Pa ... Air supply pressure
Claims (6)
前記燃料電池の運転を、前記負荷が通常負荷である第1の運転モードと、前記負荷が無負荷またはアイドリング負荷である第2の運転モードとの間で切り替えつつ実行する運転制御手段を備え、
前記運転制御手段は、
前記第2の運転モードの実行時に、前記燃料電池の電圧を低下させる制御を行う電圧低下制御手段
を備える燃料電池システム。 In a fuel cell system that includes a fuel cell that generates power by receiving supply of a fuel gas containing hydrogen and an oxidizing gas containing oxygen, and that supplies the generated power to a load,
An operation control means for performing the operation of the fuel cell while switching between a first operation mode in which the load is a normal load and a second operation mode in which the load is an unloaded or idling load;
The operation control means includes
A fuel cell system comprising voltage reduction control means for performing control to reduce the voltage of the fuel cell during execution of the second operation mode.
前記電圧低下制御手段は、
前記燃料電池に供給する燃料ガスの供給圧を増大することにより、前記燃料電池の電圧を低下させる燃料ガス供給圧増大手段
を備える、燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1,
The voltage drop control means includes
A fuel cell system comprising fuel gas supply pressure increasing means for decreasing the voltage of the fuel cell by increasing the supply pressure of the fuel gas supplied to the fuel cell.
前記燃料電池の電圧を検出する電圧検出手段を備え、
前記電圧低下制御手段は、
前記燃料電池の電圧を所定電圧以下に制御する構成である、燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1 or 2,
Voltage detecting means for detecting the voltage of the fuel cell;
The voltage drop control means includes
A fuel cell system configured to control a voltage of the fuel cell to a predetermined voltage or less.
前記所定電圧に相当する上限電圧値と、該上限電圧値よりも低い下限電圧値とによって規定される目標電圧域を記憶する記憶手段を備え、
前記電圧低下制御手段は、
前記燃料電池の電圧が前記下限電圧値を下回っているか否かを判定する電圧判定手段と、
前記電圧判定手段により前記燃料電池の電圧が前記下限電圧値を下回っていると判定されたとき、前記燃料電池に供給する酸化ガスの供給圧を増大する酸化ガス供給圧増大制御手段と
を備える、燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 3,
Storage means for storing a target voltage range defined by an upper limit voltage value corresponding to the predetermined voltage and a lower limit voltage value lower than the upper limit voltage value;
The voltage drop control means includes
Voltage determination means for determining whether or not the voltage of the fuel cell is lower than the lower limit voltage value;
Oxidant gas supply pressure increase control means for increasing the supply pressure of the oxidant gas supplied to the fuel cell when the voltage determination means determines that the voltage of the fuel cell is lower than the lower limit voltage value; Fuel cell system.
前記燃料電池の運転を、前記負荷が通常負荷である第1の運転モードと、前記負荷が無負荷またはアイドリング負荷である第2の運転モードとの間で切り替えつつ実行し、
前記第2の運転モードの実行時に、前記燃料電池の電圧を低下させる制御を行う
燃料電池制御方法。 A fuel cell control method for supplying a fuel gas containing hydrogen and an oxidizing gas containing oxygen to a fuel cell, and supplying the power generated by the fuel cell to a load,
Executing the operation of the fuel cell while switching between a first operation mode in which the load is a normal load and a second operation mode in which the load is an unloaded or idling load;
A fuel cell control method that performs control to reduce the voltage of the fuel cell when executing the second operation mode.
前記燃料電池の電圧を低下させる制御は、
前記燃料電池に供給する燃料ガスの供給圧を増大することによるものである、燃料電池制御方法。 The fuel cell control method according to claim 5,
The control for reducing the voltage of the fuel cell is as follows:
A fuel cell control method, comprising increasing a supply pressure of fuel gas supplied to the fuel cell.
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