JP2000315515A - Compressor control device of fuel cell system - Google Patents

Compressor control device of fuel cell system

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JP2000315515A
JP2000315515A JP11126022A JP12602299A JP2000315515A JP 2000315515 A JP2000315515 A JP 2000315515A JP 11126022 A JP11126022 A JP 11126022A JP 12602299 A JP12602299 A JP 12602299A JP 2000315515 A JP2000315515 A JP 2000315515A
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JP
Japan
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compressor
fuel cell
discharge air
control device
air temperature
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JP11126022A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Yagi
洋一 八木
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compressor control device of fuel cell system capable of putting a compressor in a dry condition certainly and of minimizing the amount of power consumption of a secondary battery used to drive the compressor. SOLUTION: When system is stopped, a controller 27 judges whether the temp. T1 discharged from the outlet of a compressor 5 has exceeded the specified level, or the temporal varying rate of the discharged air temp. T1 has exceeded its specified value, and if at least one of these conditions is met, a presumption is made that inside the compressor 5 is in dry condition, and in this case, control is executed so that the compressor 5 is stopped.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、システム停止後に
圧縮機内に残った水の凍結による破損を防止することが
できる燃料電池システムの圧縮機制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compressor control device for a fuel cell system capable of preventing breakage due to freezing of water remaining in the compressor after the system is stopped.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の燃料電池システムの圧縮機制御装
置としては、水噴射機構を備えた圧縮機が知られてい
る。
2. Description of the Related Art As a conventional compressor control device of a fuel cell system, a compressor having a water injection mechanism is known.

【0003】システム停止後に、圧縮機ケース内に水噴
射した水が残っている場合、ケース内で水が凍結するた
め、圧縮機の破損を防止するためにケース内から水を抜
くことが重要である。このため、システム停止後に、一
定時間だけ圧縮機を運転して水を乾燥させるという方法
を取っている。
If water injected into the compressor case remains after the system is stopped, the water freezes in the case, so it is important to drain the water from the case to prevent damage to the compressor. is there. For this reason, a method is employed in which the compressor is operated for a fixed time to dry the water after the system is stopped.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧縮機
ケース内に残った水が凍結するような状況下では、圧縮
機に電力を供給するために備えておいた2次バッテリが
低温になるため、取り出せる電力容量が常温時に比べて
極端に少なくなるので、2次バッテリの使用時間に限界
があった。
However, in a situation where the water remaining in the compressor case freezes, the temperature of the secondary battery provided for supplying power to the compressor becomes low. Since the power capacity that can be taken out is extremely smaller than at room temperature, there is a limit to the usage time of the secondary battery.

【0005】また、従来の燃料電池システムの圧縮機制
御装置にあっては、システムが停止した後も一定時間だ
け圧縮機を運転して圧縮機ケース内を乾燥させていた。
このため、必要以上に圧縮機を運転し続けて、2次バッ
テリの電力を消耗してしまうといった問題があった。
[0005] In the conventional compressor control device for a fuel cell system, the compressor is operated for a certain period of time after the system is stopped to dry the inside of the compressor case.
For this reason, there has been a problem that the compressor continues to be operated more than necessary and the power of the secondary battery is consumed.

【0006】また、圧縮機ケース内を一定時間だけ乾燥
させても、ケース内が十分乾燥する前に圧縮機の運転を
停止した場合、ケース内で水が凍結して圧縮機を破損し
てしまうおそれがあった。
Further, even if the inside of the compressor case is dried for a certain period of time, if the operation of the compressor is stopped before the inside of the case is sufficiently dried, water freezes in the case and damages the compressor. There was a fear.

【0007】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的としては、確実に圧縮機をドライ状態にするこ
とができ、かつ、圧縮機を駆動するために用いられる2
次バッテリの電力消費量を最小にすることができる燃料
電池システムの圧縮機制御装置を提供することにある。
[0007] The present invention has been made in view of the above,
The purpose is to ensure that the compressor is in a dry state and to use the compressor to drive the compressor.
An object of the present invention is to provide a compressor control device for a fuel cell system that can minimize the power consumption of a secondary battery.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
上記課題を解決するため、水噴射機構を備えた圧縮機か
ら空気を燃料電池に供給するように構成された燃料電池
システムの圧縮機制御装置において、システム停止時
に、圧縮機出口から吐出される吐出空気温度を検出する
空気温度検出手段と、この吐出空気温度が所定値を超え
たか、及び/又は、この吐出空気温度の時間変化率が所
定値を超えたかを判断し、一方又は両方の判断が成立す
る場合には圧縮機内がドライ状態になったことと推定す
るドライ状態推定手段と、圧縮機内がドライ状態になっ
たことと推定した場合には、圧縮機を停止するように制
御する制御手段とを備えたことを要旨とする。
According to the first aspect of the present invention,
In order to solve the above problem, in a compressor control device of a fuel cell system configured to supply air from a compressor having a water injection mechanism to a fuel cell, a discharge discharged from a compressor outlet when the system is stopped. Air temperature detecting means for detecting the air temperature; and determining whether the discharge air temperature has exceeded a predetermined value and / or whether the time rate of change of the discharge air temperature has exceeded a predetermined value. Dry state estimating means for estimating that the inside of the compressor is in a dry state when the condition holds, and control means for controlling to stop the compressor when estimating that the inside of the compressor is in a dry state. The gist is to have

【0009】請求項2記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記圧縮機出口から前記燃料電池を介して吐出
される空気流路に圧力弁を備え、前記制御手段は、前記
ドライ状態推定手段により前記圧縮機出口から吐出され
る吐出空気温度が100℃未満と判断された場合には、
前記圧力弁を絞り前記圧縮機内の圧力を上げるように制
御することを要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a pressure valve is provided in an air flow path discharged from the compressor outlet through the fuel cell, and the control means estimates the dry state. If the means determines that the temperature of the discharge air discharged from the compressor outlet is lower than 100 ° C.,
The gist of the present invention is to control the pressure valve so as to restrict the pressure in the compressor.

【0010】[0010]

【発明の効果】請求項1記載の本発明によれば、システ
ム停止時に、圧縮機出口から吐出される吐出空気温度が
所定値を超えたか、及び/又は、この吐出空気温度の時
間変化率が所定値を超えたかを判断し、一方又は両方の
判断が成立する場合には圧縮機内がドライ状態になった
ことと推定し、圧縮機内がドライ状態になったことと推
定した場合には、圧縮機を停止するように制御すること
で、確実に圧縮機をドライ状態にすることができ、シス
テム停止後に圧縮機内に残った水の凍結による破損を防
止することができる。また、圧縮機を駆動するために用
いられる2次バッテリの電力消費量を最小にすることが
できる。
According to the first aspect of the present invention, when the system is stopped, the temperature of the discharge air discharged from the compressor outlet exceeds a predetermined value, and / or the time change rate of the discharge air temperature is reduced. It is determined whether or not a predetermined value has been exceeded.If one or both of the determinations are satisfied, it is estimated that the inside of the compressor has been in a dry state. By controlling to stop the compressor, the compressor can be surely brought into the dry state, and breakage due to freezing of water remaining in the compressor after the system is stopped can be prevented. In addition, the power consumption of the secondary battery used to drive the compressor can be minimized.

【0011】また、請求項2記載の本発明によれば、圧
縮機出口から燃料電池を介して吐出される空気流路に圧
力弁を備えておき、圧縮機出口から吐出される吐出空気
温度が100℃未満と判断された場合には、圧力弁を絞
り圧縮機内の圧力を上げるように制御することで、圧縮
機出口から吐出される吐出空気温度を素速く上昇させる
するようにしているので、圧縮機を駆動するために用い
られる2次バッテリの電力消費量を最小にすることがで
きる。
According to the present invention, a pressure valve is provided in an air passage discharged from the compressor outlet through the fuel cell, and the temperature of the discharge air discharged from the compressor outlet is reduced. When it is determined that the temperature is lower than 100 ° C., the temperature of the discharge air discharged from the compressor outlet is rapidly increased by controlling the pressure valve to increase the pressure in the compressor. The power consumption of the secondary battery used to drive the compressor can be minimized.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】(第1の実施の形態)図1は、本発明の第
1の実施の形態に係る燃料電池システムの圧縮機制御装
置を示す図である。
(First Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing a compressor control device of a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention.

【0014】まず、図1を参照して燃料電池システムの
構成を説明する。
First, the configuration of the fuel cell system will be described with reference to FIG.

【0015】燃料電池システムの運転時に、フィルタ3
を通して吸込んだ空気は、圧縮機5で圧縮され燃料電池
7へ供給される。燃料電池7の入口には、圧縮機5から
吐出される吐出空気温度T1を測定するために温度計9
が取り付けてある。そして、燃料電池7の出口には、圧
縮機5から吐出される吐出空気圧を制御するために開度
を調整できる圧力弁11が取り付けてある。燃料電池7
を通った空気は、圧力弁11を通過して改質器13から
排気ガスとして大気中へ放出される。
During operation of the fuel cell system, the filter 3
The air sucked through is compressed by the compressor 5 and supplied to the fuel cell 7. At the inlet of the fuel cell 7, a thermometer 9 for measuring the temperature T1 of the discharge air discharged from the compressor 5 is provided.
Is attached. At the outlet of the fuel cell 7, a pressure valve 11 whose opening can be adjusted to control the discharge air pressure discharged from the compressor 5 is attached. Fuel cell 7
The air that has passed through passes through the pressure valve 11 and is discharged from the reformer 13 to the atmosphere as exhaust gas.

【0016】圧縮機5には水噴射機構が取り付けてあ
り、水タンク15に貯水されている水が水ポンプ17で
吸い込まれ、インジェクタ19で噴射量が増減又は停止
され、圧縮機5に供給される。
A water injection mechanism is attached to the compressor 5, and water stored in a water tank 15 is sucked by a water pump 17, the injection amount is increased or decreased or stopped by an injector 19, and supplied to the compressor 5. You.

【0017】さらに、圧縮機5を駆動するモータ21に
は、システム停止後の運転時にモータ制御部23を介し
て2次バッテリ25から電力が供給される。
Further, electric power is supplied to the motor 21 for driving the compressor 5 from the secondary battery 25 via the motor control unit 23 during operation after the system is stopped.

【0018】コントローラ27には、温度計9で測定さ
れた吐出空気温度T1が入力されており、内部に設けら
れているタイマにより、システム停止後の経過時間と吐
出空気温度T1に基づいて、この吐出空気温度T1が所
定値を超えた場合、又は、この吐出空気温度T1の時間
変化率が所定値を超えた場合には、圧縮機5内がドライ
状態になったことと推定し、圧縮機を停止するように制
御している。
The controller 27 receives the discharge air temperature T1 measured by the thermometer 9, and uses a timer provided inside the controller 27 based on the elapsed time after the system stoppage and the discharge air temperature T1. If the discharge air temperature T1 exceeds a predetermined value, or if the time rate of change of the discharge air temperature T1 exceeds a predetermined value, it is assumed that the inside of the compressor 5 is in a dry state, and Is controlled to stop.

【0019】次に、図2を参照して、図1に示す燃料電
池システムの圧縮機制御装置の動作について説明する。
Next, the operation of the compressor control device of the fuel cell system shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.

【0020】燃料電池システムを停止した後に、まずイ
ンジェクタ19による圧縮機5へ水噴射を停止する。こ
こで、圧縮機5の作動状態としては、吐出圧、流量、回
転数等をシステム停止以前の状態に対して変更せずにお
く。また、圧力弁11の開度も変更しないでおく。そし
て、コントローラ27は、圧縮機5の吐出空気温度T1
を温度計4でモニタし続ける。
After stopping the fuel cell system, first, the injection of water into the compressor 5 by the injector 19 is stopped. Here, as the operation state of the compressor 5, the discharge pressure, the flow rate, the number of revolutions, and the like are not changed from the state before the system stop. Also, the opening of the pressure valve 11 is not changed. Then, the controller 27 determines the discharge air temperature T1 of the compressor 5
Is continuously monitored by the thermometer 4.

【0021】圧縮機5から吐出される吐出空気温度T1
は、水噴射した水が圧縮機5のケース内に残っている間
は水混じり状態となるため、この水で冷却されてドライ
状態よりも低い値を示す。ところが、圧縮機5のケース
内の水が乾いてドライ状態になると、圧縮機5の作動状
態が一定でも、ケース内の水が乾き始めるとその分だけ
圧縮機5から吐出される吐出空気温度T1は上昇する。
The temperature T1 of the discharge air discharged from the compressor 5
Is in a water-mixed state while the injected water remains in the case of the compressor 5, and is cooled by this water and shows a lower value than the dry state. However, when the water in the case of the compressor 5 dries to a dry state, even if the operation state of the compressor 5 is constant, the discharge air temperature T1 discharged from the compressor 5 by that much when the water in the case starts to dry. Rises.

【0022】ここで、図2に示すように、温度計9で測
定される吐出空気温度T1が、システム停止時の吐出空
気温度T10から所定値ΔT以上上昇した(A)点、吐
出空気温度T1の時間変化率dT1/dtが所定値を超
えた(A)点が、圧縮機5のケース内がドライ状態にな
ったことと推定することができる。
Here, as shown in FIG. 2, the discharge air temperature T1 measured by the thermometer 9 is higher than the discharge air temperature T10 when the system is stopped by a predetermined value ΔT or more (A), the discharge air temperature T1. The point (A) at which the time change rate dT1 / dt exceeds the predetermined value, it can be estimated that the inside of the case of the compressor 5 is in a dry state.

【0023】なお、判断基準(1)は、圧縮機5がドラ
イ状態になった場合、吐出空気温度T1が、 T1−T10>ΔT と推定したときの値、すなわち、吐出空気温度T1とT
10の差が所定値ΔT以上であればよい。
It should be noted that the criterion (1) is that when the compressor 5 is in a dry state, the discharge air temperature T1 is a value when it is estimated that T1−T10> ΔT, that is, the discharge air temperatures T1 and T
It is sufficient that the difference of 10 is equal to or more than the predetermined value ΔT.

【0024】また、判断基準(2)は、圧縮機5がドラ
イ状態になった場合、吐出空気温度T1が、 dT1/dt>所定値 と推定したときの所定値、すなわち、吐出空気温度T1
の時間変化率dT1/dtが所定値以上であればよい。
The criterion (2) is that when the compressor 5 is in a dry state, the discharge air temperature T1 is a predetermined value when dT1 / dt> predetermined value, that is, the discharge air temperature T1
It is sufficient that the time change rate dT1 / dt is not less than a predetermined value.

【0025】そこで、コントローラ27で行われる判断
基準としては、 判断基準(1) or 判断基準(2) で判断すればよい。
Therefore, as the criterion to be performed by the controller 27, the criterion (1) or the criterion (2) may be used.

【0026】コントローラ27は、この時点tpでモー
タ制御部23に出力していた制御信号を停止してモータ
21による圧縮機5の運転を停止する。
The controller 27 stops the control signal output to the motor control unit 23 at the time point tp, and stops the operation of the compressor 5 by the motor 21.

【0027】このように、システム停止後に、圧縮機5
のケース内が水混じり状態からドライ状態に移行したと
推定した時点で、圧縮機5の運転を停止するので、圧縮
機5を駆動するために用いられる2次バッテリ25の電
力消費量を最小にすることができ、かつ、確実に圧縮機
5をドライ状態にすることができる。
Thus, after the system is stopped, the compressor 5
The operation of the compressor 5 is stopped at the time when it is estimated that the inside of the case has shifted from the water-mixed state to the dry state, so that the power consumption of the secondary battery 25 used for driving the compressor 5 is minimized. And the compressor 5 can be reliably brought into the dry state.

【0028】なお、判断基準として、圧縮機5から吐出
される吐出空気温度T1の変化量を採用するのか、吐出
空気温度T1の時間変化率を採用するのかは、検出し易
い方を選択すればよく、さらに、吐出空気温度T1の誤
判断を防止するために両者を併用することも可能であ
る。
As a criterion, whether the change amount of the discharge air temperature T1 discharged from the compressor 5 or the time change rate of the discharge air temperature T1 is to be used is determined by selecting the one that is easier to detect. In addition, both can be used together to prevent erroneous determination of the discharge air temperature T1.

【0029】(第2の実施の形態)図3は、本発明の第
2の実施の形態に係る燃料電池システムの圧縮機制御装
置を示す図である。
(Second Embodiment) FIG. 3 is a diagram showing a compressor control device of a fuel cell system according to a second embodiment of the present invention.

【0030】第2の実施の形態の特徴は、第1の実施の
形態に示す構成に加えて、フィルタ3から圧縮機5の吸
い込み口に至る空気流路に圧縮機5の吸い込み空気温度
T2を計測する温度計31と、圧縮機5から吐出される
吐出空気圧力P2を計測する圧力計33とを備えること
にある。
The feature of the second embodiment is that, in addition to the structure shown in the first embodiment, the suction air temperature T2 of the compressor 5 is supplied to the air passage from the filter 3 to the suction port of the compressor 5. It comprises a thermometer 31 for measuring and a pressure gauge 33 for measuring a discharge air pressure P2 discharged from the compressor 5.

【0031】次に、図4を参照して、図3に示す燃料電
池システムの圧縮機制御装置の動作について説明する。
Next, the operation of the compressor control device of the fuel cell system shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG.

【0032】第2の実施の形態では、圧縮機5から吐出
される吐出空気温度T1を温度計9で計測し、圧縮機5
から吐出される吐出空気温度T1が100℃を超えるか
どうかを判断する。
In the second embodiment, the temperature T1 of the discharge air discharged from the compressor 5 is measured by the thermometer 9, and the temperature of the compressor 5 is measured.
It is determined whether or not the discharge air temperature T1 discharged from the device exceeds 100 ° C.

【0033】まず、圧縮機5から吐出される吐出空気温
度T1が、 T1>100℃ の場合には、第1の実施の形態と同様の手順に従って圧
縮機5を停止させる。
First, when the temperature T1 of the discharge air discharged from the compressor 5 is T1> 100 ° C., the compressor 5 is stopped according to the same procedure as in the first embodiment.

【0034】一方、圧縮機5から吐出される吐出空気温
度T1が、 T1<100℃ 100℃未満の場合には、圧縮機5から吐出される吐出
空気温度T1が、 T1>100℃ となるように、圧縮機5の作動状態を変更するため圧力
弁11を絞る。
On the other hand, when the temperature T1 of the discharge air discharged from the compressor 5 is less than 100 ° C. T1 <100 ° C., the temperature T1 of the discharge air discharged from the compressor 5 becomes T1> 100 ° C. Next, the pressure valve 11 is throttled to change the operation state of the compressor 5.

【0035】ここで、圧縮機の作動条件に関して説明し
ておく。
Here, the operating conditions of the compressor will be described.

【0036】圧縮機の作動効率を表す圧縮機効率ηは、
一般に、圧縮機の圧力比π、圧縮機のドライ状態の場合
の吐出空気温度T1、圧縮機5の吸い込み空気温度T2
に基づいて、
The compressor efficiency η representing the operating efficiency of the compressor is:
Generally, the pressure ratio π of the compressor, the discharge air temperature T1 when the compressor is in a dry state, and the suction air temperature T2 of the compressor 5
On the basis of the,

【数1】 η=(πΛ0.2857−1)/(T1/T2−1) (1) となる。Η = (πΛ0.2857-1) / (T1 / T2-1) (1)

【0037】また、圧力比πは、圧縮機5の入口圧力P
1を大気圧として、圧縮機5の出口空気圧力P2を圧力
計9で計測すると、
The pressure ratio π is equal to the inlet pressure P of the compressor 5.
When 1 is set to the atmospheric pressure and the outlet air pressure P2 of the compressor 5 is measured by the pressure gauge 9,

【数2】 π=P2/P1 (2) となる。Π = P2 / P1 (2)

【0038】(1)及び(2)式を変形し、 1/0.2857≒3.5 として圧縮機5の出口空気圧力P2を求めると、By transforming the equations (1) and (2) to obtain 1 / 0.2857 ≒ 3.5, the outlet air pressure P2 of the compressor 5 is obtained.

【数3】 P2=P1*π =P1*{(η*(T1/T2−1)+1)Λ3.5} (3) となる。P2 = P1 * π = P1 * {(η * (T1 / T2-1) +1)} 3.5} (3)

【0039】なお、圧縮機効率ηとしては、圧縮機の流
量、圧力比π、回転数等に基づいて予め特性マップを取
得しておき、流量、圧力比π、回転数等の実測値に対応
する圧縮機効率ηをこの特性マップから参照すればよ
い。
As the compressor efficiency η, a characteristic map is obtained in advance based on the flow rate, the pressure ratio π, the number of revolutions, etc. of the compressor, and corresponds to the actually measured values of the flow rate, the pressure ratio π, the number of revolutions, etc. The compressor efficiency η to be obtained may be referred to from this characteristic map.

【0040】従って、圧縮機5の出口空気圧力P2を圧
力計33で測定しながら、(3)式を満足する出口空気
圧力P2になるように圧力弁11の開度を絞り制御すれ
ばよい。この結果、圧縮機5内の圧力は上昇するので、
ケース内の水が高温になり易くなる。従って、図4に示
すように、システム停止時に圧力計9の測定値T1が
(C)点に示すT0(例えば60℃)から(B)点に示
すT10(例えば80℃)まで比較的素速く上昇するこ
ととなる。この結果、圧縮機を駆動するために用いられ
る2次バッテリの電力消費量を最小にすることができ
る。
Accordingly, while the outlet air pressure P2 of the compressor 5 is measured by the pressure gauge 33, the opening of the pressure valve 11 may be throttled so that the outlet air pressure P2 satisfies the expression (3). As a result, the pressure in the compressor 5 increases,
The water in the case tends to become hot. Therefore, as shown in FIG. 4, when the system is stopped, the measured value T1 of the pressure gauge 9 changes relatively quickly from T0 (for example, 60 ° C.) shown at the point (C) to T10 (for example, 80 ° C.) shown at the point (B). Will rise. As a result, the power consumption of the secondary battery used for driving the compressor can be minimized.

【0041】これは吐出空気温度T1が100℃以上に
なった場合、圧縮機5のケース内に溜まっていた水が吐
出空気とともに掻き出される際に、水が気化して大量の
熱量を奪い圧縮機5の吐出空気温度T1が大きく低下さ
せられる。この結果、圧縮機5のケース内から水がなく
なってドライ状態になったときには、圧縮機5の吐出空
気温度T1の上昇度合いが大きくなり、ドライ状態の検
出をより容易にできるようになる。
This is because, when the discharge air temperature T1 becomes 100 ° C. or more, when the water accumulated in the case of the compressor 5 is scraped out together with the discharge air, the water is vaporized to take a large amount of heat and compress. The discharge air temperature T1 of the machine 5 is greatly reduced. As a result, when there is no more water in the case of the compressor 5 and the compressor 5 enters a dry state, the degree of increase in the discharge air temperature T1 of the compressor 5 increases, and the detection of the dry state can be made easier.

【0042】そして、圧縮機5の作動状態を変更して、
圧縮機5から吐出される吐出空気温度T1が、 T1>100℃ となるように圧力弁11を絞った後、第1の実施の形態
と同様の手順に従って圧縮機5を停止させる。
Then, by changing the operation state of the compressor 5,
After the pressure valve 11 is throttled so that the discharge air temperature T1 discharged from the compressor 5 becomes T1> 100 ° C., the compressor 5 is stopped according to the same procedure as in the first embodiment.

【0043】システム停止後に圧縮機5の作動状態を変
更しているため、図4に示すように、圧縮機5からの吐
出空気温度Tdは(C)点(例えば60℃)から(B)
点(例えば80℃)に変化する。
Since the operating state of the compressor 5 is changed after the system is stopped, as shown in FIG. 4, the discharge air temperature Td from the compressor 5 changes from the point (C) (for example, 60 ° C.) to (B).
To a point (eg, 80 ° C.).

【0044】この過渡状態が(B)点(例えば80℃)
に示すような安定状態から100℃を超えて(A)点以
降のドライ状態になるように吐出空気温度Tdの変化が
起こるかどうかは、システム稼働時の水噴射量やシステ
ム停止後に変更する圧縮機の作動状態の変化量に依存す
る。
This transient state is at the point (B) (for example, at 80 ° C.).
Whether the change of the discharge air temperature Td occurs from the stable state as shown in FIG. 4 to the dry state after the point (A) after exceeding 100 ° C. is determined by the water injection amount during the operation of the system or the compression changed after the system is stopped. It depends on the amount of change in the operating state of the machine.

【0045】そこで、圧縮機5からの吐出空気温度Td
の変化が連続して上昇傾向となることを想定して、判断
基準(3)を導入こととする。
Therefore, the discharge air temperature Td from the compressor 5
The determination criterion (3) is to be introduced assuming that the change is continuously increasing.

【0046】この判断基準(3)は、圧縮機5がドライ
状態になった場合、吐出空気温度T1が、 T1>100℃ と推定したときの値、すなわち、吐出空気温度T1とT
dの差が所定値ΔT’以下であればよい。
This criterion (3) is a value when the discharge air temperature T1 is estimated to be T1> 100 ° C. when the compressor 5 is in a dry state, that is, the discharge air temperatures T1 and T
It is sufficient that the difference of d is equal to or less than the predetermined value ΔT ′.

【0047】T1−Td<ΔT’ そこで、コントローラ27で行われる判断基準として
は、 {判断基準(1) and 判断基準(3)} or {判断基準(2) and 判断基準(3)} の組合わせて判断すればよい。
T1−Td <ΔT ′ Therefore, as a criterion performed by the controller 27, a set of {criterion (1) and criterion (3)} or {criterion (2) and criterion (3)} is set. Judgment may be made in combination.

【0048】このように、システム停止後に、コントロ
ーラ27は、圧縮機5が燃料電池へ供給する吐出空気温
度T1をモニタして、吐出空気温度T1の温度上昇量、
もしくは吐出空気温度T1の時間変化率が所定値を超え
たことにより圧縮機5がドライ状態になったことと推定
するように判断して圧縮機5を停止させているので、圧
縮機5のケース内を確実にドライ状態に移行することが
でき、かつ、システム停止後に圧縮機5を運転するため
に必要な2次バッテリの電力消費量を最小限に抑えるこ
とができる。
As described above, after the system is stopped, the controller 27 monitors the discharge air temperature T1 supplied to the fuel cell by the compressor 5, and calculates the temperature rise amount of the discharge air temperature T1.
Alternatively, it is determined that the compressor 5 is in a dry state because the time change rate of the discharge air temperature T1 exceeds a predetermined value, and the compressor 5 is stopped. The inside can be reliably shifted to the dry state, and the power consumption of the secondary battery required to operate the compressor 5 after the system stops can be minimized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る燃料電池シス
テムの圧縮機制御装置を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a compressor control device of a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態に係る燃料電池シス
テムの圧縮機制御装置の動作を説明するための図であ
る。
FIG. 2 is a diagram for explaining an operation of the compressor control device of the fuel cell system according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施の形態に係る燃料電池シス
テムの圧縮機制御装置を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a compressor control device of a fuel cell system according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施の形態に係る燃料電池シス
テムの圧縮機制御装置の動作を説明するための図であ
る。
FIG. 4 is a diagram for explaining an operation of a compressor control device of a fuel cell system according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 フィルタ 5 圧縮機 7 燃料電池 9,31 温度計 11 圧力弁 13 改質器 21 モータ 27 コントローラ 33 圧力計 3 Filter 5 Compressor 7 Fuel Cell 9, 31 Thermometer 11 Pressure Valve 13 Reformer 21 Motor 27 Controller 33 Pressure Gauge

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水噴射機構を備えた圧縮機から空気を燃
料電池に供給するように構成された燃料電池システムの
圧縮機制御装置において、 システム停止時に、 圧縮機出口から吐出される吐出空気温度を検出する空気
温度検出手段と、 この吐出空気温度が所定値を超えたか、及び/又は、こ
の吐出空気温度の時間変化率が所定値を超えたかを判断
し、一方又は両方の判断が成立する場合には圧縮機内が
ドライ状態になったことと推定するドライ状態推定手段
と、 圧縮機内がドライ状態になったことと推定した場合に
は、圧縮機を停止するように制御する制御手段とを備え
たことを特徴とする燃料電池システムの圧縮機制御装
置。
1. A compressor control device for a fuel cell system configured to supply air to a fuel cell from a compressor having a water injection mechanism, wherein a temperature of a discharge air discharged from a compressor outlet when the system is stopped. And an air temperature detecting means for detecting whether the discharge air temperature has exceeded a predetermined value and / or whether a time rate of change of the discharge air temperature has exceeded a predetermined value. In this case, dry state estimating means for estimating that the inside of the compressor is in a dry state, and control means for controlling to stop the compressor when estimating that the inside of the compressor is in a dry state are provided. A compressor control device for a fuel cell system, comprising:
【請求項2】 前記圧縮機出口から前記燃料電池を介し
て吐出される空気流路に圧力弁を備え、 前記制御手段は、 前記ドライ状態推定手段により前記圧縮機出口から吐出
される吐出空気温度が100℃未満と判断された場合に
は、前記圧力弁を絞り前記圧縮機内の圧力を上げるよう
に制御することを特徴とする請求項1記載の燃料電池シ
ステムの圧縮機制御装置。
2. A compressor according to claim 1, further comprising a pressure valve in an air passage discharged from said compressor outlet through said fuel cell, wherein said control means controls a temperature of a discharge air discharged from said compressor outlet by said dry state estimating means. 2. The compressor control device for a fuel cell system according to claim 1, wherein when it is determined that the pressure is lower than 100 ° C., the pressure valve is controlled to increase the pressure in the compressor.
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