JP2001229945A - Fuel cell system - Google Patents

Fuel cell system

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JP2001229945A
JP2001229945A JP2000045134A JP2000045134A JP2001229945A JP 2001229945 A JP2001229945 A JP 2001229945A JP 2000045134 A JP2000045134 A JP 2000045134A JP 2000045134 A JP2000045134 A JP 2000045134A JP 2001229945 A JP2001229945 A JP 2001229945A
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JP
Japan
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hydrogen
fuel cell
stack
cell system
valve
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Application number
JP2000045134A
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Japanese (ja)
Inventor
Haruhiko Kato
晴彦 加藤
Naoto Hotta
直人 堀田
Kunio Okamoto
邦夫 岡本
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively utilize unreacted hydrogen in a fuel cell system. SOLUTION: A second FC stack 210 is provided for generating power which uses noreaction hydrogen in a first FC stack 200 as a fuel. When the increasing change rate of a stepping operation amount Δof an acceleration pedal is positive, namely the operation amount Δ tends to increase, a hydrogen valve 505 provided in a hydrogen passage via which the unreacted hydrogen in the first FC stack 200 is fed to the second FC stack 210 is closed. When the increasing change rate of the stepping operation amount Δ is however zero or lower, namely the operation amount Δ tends to decrease or is constant, the hydrogen valve 505 is opened. Power generated by the second FC stack 210 is supplied to accessories (m) and a battery V. As a result, the unreacted hydrogen is used effectively.

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、水素と酸素との化
学反応により発生する電気エネルギーを動力源として稼
働するものに適用される燃料電池システムに関するもの
で、車両、船舶及びポータブル発電器等の移動体に適用
して有効である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell system applied to a system that operates using electric energy generated by a chemical reaction between hydrogen and oxygen as a power source, such as a vehicle, a ship, and a portable generator. It is effective when applied to moving objects.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池は、前述のごとく、水素と酸素
とを化学反応させて電力を発生させるものであるので、
必要とする電力量に応じて水素と酸素とを供給する必要
がある。このため、必要以上の水素を燃料電池に供給す
ると排気(水蒸気や二酸化炭素等)と共に未反応の水素
が放出されてしまう。
2. Description of the Related Art As described above, a fuel cell generates electric power by chemically reacting hydrogen and oxygen.
It is necessary to supply hydrogen and oxygen according to the required electric energy. For this reason, if more than necessary hydrogen is supplied to the fuel cell, unreacted hydrogen is released together with exhaust gas (such as water vapor and carbon dioxide).

【0003】これに対して、例えば特開平11−797
2号公報に記載の発明では、未反応水素を回収して、そ
の回収した未反応水素を改質器の加熱用燃料として再利
用している。
On the other hand, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-797 / 1999
According to the invention described in Japanese Patent Publication No. 2 (1994), unreacted hydrogen is recovered, and the recovered unreacted hydrogen is reused as heating fuel for the reformer.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、そもそも未
反応水素が発生する場合とは、必要とする電力量(発電
量)に対して、供給する水素量が多い場合であり、この
ような場合に回収した未反応水素を改質器の加熱用燃料
として再利用すると、改質器(水素製造器)にて生成さ
れる水素量が増加するので、回収した未反応水素を改質
器の加熱用燃料として再利用することは、必ずしも適切
な手段とは言い難い。
By the way, the case where unreacted hydrogen is generated in the first place is a case where the amount of supplied hydrogen is larger than the required amount of electric power (power generation amount). When the recovered unreacted hydrogen is reused as heating fuel for the reformer, the amount of hydrogen generated in the reformer (hydrogen production unit) increases. Reuse as fuel is not always an appropriate measure.

【0005】本発明は、上記点に鑑み、燃料電池から排
出される未反応水素を適切に処理することを目的とす
る。
[0005] In view of the above, it is an object of the present invention to appropriately treat unreacted hydrogen discharged from a fuel cell.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項1に記載の発明では、水素と酸素
とを反応させて電気エネルギーを発生させる第1燃料電
池(200)と、第1燃料電池(200)から電気エネ
ルギーを得て稼働する稼働力発生手段(M)と、第1燃
料電池(200)から排出される未反応水素と酸素との
化学反応により電気エネルギーを発生させる第2燃料電
池(210)とを備えることを特徴とする。
According to the present invention, in order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a first fuel cell (200) for generating electric energy by reacting hydrogen and oxygen. And an operating force generating means (M) that operates by obtaining electric energy from the first fuel cell (200), and generates electric energy by a chemical reaction between unreacted hydrogen and oxygen discharged from the first fuel cell (200). And a second fuel cell (210) to be generated.

【0007】これにより、未反応水素にて発電してその
発電した電力を有効利用することが可能となる。
[0007] This makes it possible to generate electric power with unreacted hydrogen and use the generated electric power effectively.

【0008】請求項2に記載の発明では、炭化水素系の
燃料を改質して水素が多量に含まれた水素リッチガスを
製造する水素製造器(100)と、第1燃料電池(20
0)から排出される未反応水素を第2燃料電池(21
0)に導く排気通路を開閉するバルブ(505)を備え
ており、水素製造器(100)から第1燃料電池(20
0)に供給される水素リッチガス量の上昇変化率が所定
値以下となった時にバルブ(505)を開くことを特徴
とする。
According to the second aspect of the present invention, there is provided a hydrogen generator (100) for reforming a hydrocarbon-based fuel to produce a hydrogen-rich gas containing a large amount of hydrogen, and a first fuel cell (20).
0) from the second fuel cell (21).
0) is provided with a valve (505) for opening and closing the exhaust passage leading to the first fuel cell (20) from the hydrogen generator (100).
The valve (505) is opened when the rate of change in the amount of the hydrogen-rich gas supplied to (0) falls below a predetermined value.

【0009】これにより、第1燃料電池(200)内の
水素量が、第1燃料電池(200)、つまり稼働力発生
手段(M)にて本来必要とする水素量を下回ることを未
然に防止しつつ、未反応水素を有効利用することができ
る。
Thus, it is possible to prevent the amount of hydrogen in the first fuel cell (200) from being lower than the amount of hydrogen originally required by the first fuel cell (200), that is, the operating force generating means (M). In addition, unreacted hydrogen can be used effectively.

【0010】なお、請求項3に記載の発明に記載のごと
く、二次電池(V)に第2燃料電池(210)から電力
の供給を受けることができるようにすれば、未反応水素
をより一層有効利用することができる。
[0010] As described in the third aspect of the invention, if the secondary battery (V) can be supplied with power from the second fuel cell (210), unreacted hydrogen can be further reduced. It can be used more effectively.

【0011】さらに、請求項4に記載の発明のごとく、
電気機器(m)に第2燃料電池(210)から電力の供
給を受けることができるようにすれば、未反応水素をよ
り一層有効利用することができる。
Further, according to the invention described in claim 4,
If the electric device (m) can be supplied with electric power from the second fuel cell (210), the unreacted hydrogen can be more effectively used.

【0012】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
Incidentally, the reference numerals in parentheses of the above-mentioned means are examples showing the correspondence with specific means described in the embodiments described later.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】(実施形態)本実施形態は、本発
明に係る燃料電池システムを電気自動車(以下、車両と
略す。)に適用したものであり、図1は第1実施形態に
係る燃料電池システムを示す模式図である。
(Embodiment) In this embodiment, a fuel cell system according to the present invention is applied to an electric vehicle (hereinafter abbreviated as "vehicle"), and FIG. 1 shows a first embodiment. It is a schematic diagram which shows a fuel cell system.

【0014】100(一点鎖線で囲まれたもの)は、水
とメタノールとの混合溶液(以下、この混合溶液をメタ
ノール混合溶液と呼ぶ。)から水素が多量に含まれた水
素リッチガスを製造(生成)して後述する第1燃料電池
200に水素リッチガスを供給する水素製造器(水素供
給手段)であり、この水素製造器100は、メタノール
混合溶液を蒸発させる水素製造用燃料蒸発器(以下、蒸
発器と略す。)110、及び蒸発器110にて蒸発(気
化)したメタノール蒸気と水蒸気とを化学反応させて、
水素と二酸化炭素と少量の一酸化炭素とに改質する水素
製造用燃料改質器(以下、改質器と略す。)120等を
有して構成されている。
A reference numeral 100 (enclosed by a dashed line) produces (generates) a hydrogen-rich gas containing a large amount of hydrogen from a mixed solution of water and methanol (hereinafter, this mixed solution is referred to as a methanol mixed solution). A hydrogen producing device (hydrogen supplying means) for supplying a hydrogen-rich gas to a first fuel cell 200 described later. The hydrogen producing device 100 is a hydrogen producing fuel evaporator (hereinafter, evaporating) for evaporating a methanol mixed solution. 110) and a chemical reaction between the methanol vapor evaporated (vaporized) in the evaporator 110 and water vapor,
The fuel cell system is provided with a fuel reformer (hereinafter, abbreviated as reformer) 120 for hydrogen production that reforms into hydrogen, carbon dioxide, and a small amount of carbon monoxide.

【0015】なお、130は車両に搭載されてメタノー
ル混合溶液を貯蔵するメタノール混合溶液タンクであ
り、131はメタノール混合溶液タンク130内のメタ
ノール混合溶液を蒸発器110に向けて送る第1ポンプ
である。
Reference numeral 130 denotes a methanol mixed solution tank mounted on the vehicle to store the methanol mixed solution, and 131 denotes a first pump for sending the methanol mixed solution in the methanol mixed solution tank 130 toward the evaporator 110. .

【0016】200は、水素製造器100にて製造され
た水素リッチガスと空気(酸素)とを化学反応させて発
電する288ボルト電圧用の第1燃料電池(以下、第1
FCスタックと表記する。)であり、この第1FCスタ
ック200にて発電された電力により走行用電動モータ
(稼働力発生手段)Mを駆動させる。
Reference numeral 200 denotes a first fuel cell (hereinafter, referred to as a first fuel cell) for generating a voltage of 288 volts by generating a chemical reaction between the hydrogen-rich gas produced by the hydrogen producing apparatus 100 and air (oxygen).
Notated as FC stack. ), The driving electric motor (operating force generating means) M is driven by the electric power generated by the first FC stack 200.

【0017】なお、第1FCスタック200中の電極触
媒は、一酸化炭素により触媒機能が低下し易いので、本
実施形態では、改質器120にて発生する一酸化炭素を
酸化させて二酸化炭素に変化させる一酸化炭素低減器1
40を水素製造器100に設けている。
Since the catalytic function of the electrode catalyst in the first FC stack 200 is easily reduced by carbon monoxide, in this embodiment, the carbon monoxide generated in the reformer 120 is oxidized to carbon dioxide. Changing carbon monoxide reducer 1
40 is provided in the hydrogen generator 100.

【0018】また、210は第1FCスタック200か
ら排出される未反応水素と酸素とを化学反応させて発電
する12ボルト電圧用の第2燃料電池(以下、第2FC
スタックと表記する。)であり、この第2FCスタック
210にて発電された電力により圧縮機や燃料ポンプ等
の走行用電動モータMとは異なる補機類(電気機器)
m、及び充放電可能な二次電池(バッテリ)Vに電力を
供給する。
A second fuel cell 210 (hereinafter referred to as a second FC cell) for generating a voltage of 12 volts generates electric power by chemically reacting unreacted hydrogen and oxygen discharged from the first FC stack 200.
Notated as stack. ), And auxiliary equipment (electric equipment) different from the traveling electric motor M such as a compressor or a fuel pump due to the electric power generated by the second FC stack 210.
m and a secondary battery (battery) V that can be charged and discharged.

【0019】なお、補機類m及びバッテリVは、第2F
Cスタック210から電力の供給を受けないときには、
走行用電動モータMにより駆動されるオルタネータ等の
発電機から電力の供給を受ける。
The accessories m and the battery V are connected to the second F
When power is not supplied from the C stack 210,
Electric power is supplied from a generator such as an alternator driven by the traveling electric motor M.

【0020】221は、第1、2FCスタック200、
210に送風される空気を加湿する空気加湿器であり、
222は第1、2FCスタック200、210から排出
される排気(水蒸気及び空気等)を冷却して水分を除去
回収する除湿器である。そして、除湿器222にて分離
除去された水分は、凝縮水戻り通路223を経由して空
気加湿器221に戻され、第1、2FCスタック20
0、210に送風される空気の加湿に再利用される。
Reference numeral 221 denotes the first and second FC stacks 200,
An air humidifier that humidifies the air sent to 210,
Reference numeral 222 denotes a dehumidifier that cools exhaust gas (steam, air, etc.) discharged from the first and second FC stacks 200 and 210 to remove and recover moisture. Then, the water separated and removed by the dehumidifier 222 is returned to the air humidifier 221 via the condensed water return passage 223, and is returned to the first and second FC stacks 20.
It is reused for humidifying the air blown to 0 and 210.

【0021】なお、第1、2FCスタック200、21
0は、図2に示すように、高分子膜を挟んで正極側と負
極側とが分離されており、正極側に空気(酸素)が供給
され、負極側には水素リッチガスが供給される。このた
め、正極側からは水蒸気を多く含む排気が排出され、負
極側からは未反応水素ガス及び二酸化炭素等が排出され
る。
The first and second FC stacks 200 and 21
2, the positive electrode side and the negative electrode side are separated with a polymer film interposed therebetween as shown in FIG. 2, air (oxygen) is supplied to the positive electrode side, and hydrogen-rich gas is supplied to the negative electrode side. Therefore, exhaust containing a large amount of water vapor is discharged from the positive electrode side, and unreacted hydrogen gas, carbon dioxide, and the like are discharged from the negative electrode side.

【0022】また、図1中、300は車両に搭載されて
蒸発器110の加熱用燃料(本実施形態では、メタノー
ル)を貯蔵するメタノール燃料タンクであり、310は
メタノール燃料タンク300に貯蔵されたメタノール
(燃料)を蒸発器110に送る第2ポンプである。因み
に、311は第2ポンプ310から吐出されたメタノー
ルの一部をメタノール燃料タンク300に戻すメタノー
ル戻し通路312を開閉する燃料戻り弁である。
In FIG. 1, reference numeral 300 denotes a methanol fuel tank which is mounted on a vehicle and stores fuel for heating the evaporator 110 (in this embodiment, methanol), and 310 is stored in the methanol fuel tank 300. The second pump sends methanol (fuel) to the evaporator 110. Reference numeral 311 denotes a fuel return valve that opens and closes a methanol return passage 312 that returns a part of the methanol discharged from the second pump 310 to the methanol fuel tank 300.

【0023】また、400は、外部から空気を吸入して
水素製造器100(蒸発器110及び改質器120)及
び第1、2FCスタック200、210に空気を送風す
るエアポンプであり、水素製造器100で発生した燃焼
排気ガス、及び第1FCスタック200で発生した排気
は、排気通路411〜414を流通して大気中に放出さ
れる。
An air pump 400 sucks air from the outside and blows air to the hydrogen generator 100 (evaporator 110 and reformer 120) and the first and second FC stacks 200 and 210. The combustion exhaust gas generated at 100 and the exhaust generated at the first FC stack 200 flow through the exhaust passages 411 to 414 and are discharged to the atmosphere.

【0024】また、501はエアポンプ400から吐出
される送風空気を水素製造器100及び第1FCスタッ
ク200に分配するとともに、その分配量を調節する第
1空気分配バルブであり、この第1空気分配バルブ50
1により水素製造器100側に分配された空気は、第
2、3空気分配バルブ502、503によって蒸発器1
10、改質器120及び一酸化炭素低減器140に分配
されるとともに、その分配量が調節される。
Reference numeral 501 denotes a first air distribution valve which distributes the blast air discharged from the air pump 400 to the hydrogen generator 100 and the first FC stack 200 and adjusts the distribution amount. 50
The air distributed to the hydrogen production device 100 by the first and second air distribution valves 502 and 503 is supplied to the evaporator 1
10, while being distributed to the reformer 120 and the carbon monoxide reducer 140, the distribution amount is adjusted.

【0025】504はメタノール燃料タンク300から
供給されるメタノールを蒸発器110、改質器120に
供給するとともに、その供給量を調節するメタノールバ
ルブであり、505は第1FCスタック200の負極側
の排気口505aを開閉する水素バルブである。因み
に、本実施形態では、第2FCスタック210の負極側
の排気口からの排気も排気通路414と同様に大気中に
放出される。
Reference numeral 504 denotes a methanol valve for supplying methanol supplied from the methanol fuel tank 300 to the evaporator 110 and the reformer 120 and adjusting the supply amount. Reference numeral 505 denotes an exhaust gas on the negative electrode side of the first FC stack 200. A hydrogen valve for opening and closing the port 505a. Incidentally, in the present embodiment, the exhaust gas from the exhaust port on the negative electrode side of the second FC stack 210 is also discharged to the atmosphere as in the exhaust passage 414.

【0026】ところで、図3は本実施形態に係る燃料電
池システムの制御ブロック図であり、601は運転手が
操作するアクセルペダル(図示せず。)の踏み込み操作
量を検出するアクセルセンサ(アクセル操作量検出手
段)であり、アクセルセンサ601の検出信号は、燃料
電池システム全体を制御するFCシステム制御装置(以
下、FCCUと表記する。)600に入力されている。
FIG. 3 is a control block diagram of the fuel cell system according to this embodiment. Reference numeral 601 denotes an accelerator sensor (accelerator operation) for detecting the amount of depression of an accelerator pedal (not shown) operated by the driver. The detection signal of the accelerator sensor 601 is input to an FC system controller (hereinafter, referred to as FCCU) 600 for controlling the entire fuel cell system.

【0027】なお、アクセルペダルとは、運転手の操作
により走行用電動モータMの出力を制御するもので、本
実施形態では、アクセルペダルの踏み込み操作量が大き
くなるほど走行用電動モータMの出力が増大するととも
に、第1FCスタック200に供給される水素リッチガ
ス量が増大し、一方、アクセルペダルの踏み込み操作量
が小さくなるほど走行用電動モータMの出力が低下する
とともに、第1FCスタック200に供給される水素リ
ッチガス量が減少するように燃料電池システムが制御さ
れる。
The accelerator pedal controls the output of the electric motor M for traveling by the driver's operation. In this embodiment, the output of the electric motor M for traveling is increased as the operation amount of the accelerator pedal is increased. As the amount increases, the amount of hydrogen-rich gas supplied to the first FC stack 200 increases. On the other hand, as the operation amount of the accelerator pedal decreases, the output of the traveling electric motor M decreases, and the amount of the hydrogen-rich gas supplied to the first FC stack 200 decreases. The fuel cell system is controlled so that the amount of the hydrogen-rich gas decreases.

【0028】同様に、第1〜3空気分配バルブ501〜
503、及びメタノールバルブ504は、第1FCスタ
ック200の温度や走行用電動モータの負荷等の運転状
態検出するセンサ群Sの検出信号に基づいてFCCU6
00により制御される。
Similarly, the first to third air distribution valves 501 to 501
The FCCU 503 and the methanol valve 504 detect the FCCU 6 based on the detection signal of the sensor group S that detects the operation state such as the temperature of the first FC stack 200 and the load of the traveling electric motor.
00.

【0029】次に、本実施形態の特徴である水素バルブ
505の作動について述べる。
Next, the operation of the hydrogen valve 505 which is a feature of this embodiment will be described.

【0030】図4はアクセルペダルの踏み込み操作量Δ
(以下、操作量Δと略す。)の変化を示す一例であり、
操作量Δは車両の走行状態(時間)と共に変化する。こ
のとき、操作量Δの上昇変化率が正のとき(操作量Δが
上昇基調にあるとき)には、第1FCスタック200に
供給される水素リッチガス量の上昇変化率が正(ゼロよ
り大きい)と見なして、水素バルブ505を閉じる。
FIG. 4 shows the operation amount Δ of the accelerator pedal.
(Hereinafter, abbreviated as an operation amount Δ).
The operation amount Δ changes with the running state (time) of the vehicle. At this time, when the rate of increase in the operation amount Δ is positive (when the amount of operation Δ is on the rise), the rate of increase in the amount of hydrogen-rich gas supplied to the first FC stack 200 is positive (greater than zero). , The hydrogen valve 505 is closed.

【0031】これにより、水素製造器100から第1F
Cスタック200に供給される水素リッチガスは、第2
FCスタック210に流出することなく、第1FCスタ
ック200にて消費され、発電量が増大する。
As a result, the first F
The hydrogen-rich gas supplied to the C stack 200 is
The power is consumed by the first FC stack 200 without flowing out to the FC stack 210, and the power generation amount increases.

【0032】一方、操作量Δの上昇変化率がゼロ以下の
とき(操作量Δが下降又は一定基調にあるとき)には、
第1FCスタック200に供給される水素リッチガス量
の上昇変化率がゼロ以下と見なして、水素バルブ505
を開く。
On the other hand, when the increasing change rate of the manipulated variable Δ is equal to or less than zero (when the manipulated variable Δ is falling or in a constant tone),
Assuming that the rate of increase in the amount of hydrogen-rich gas supplied to the first FC stack 200 is less than or equal to zero, the hydrogen valve 505
open.

【0033】これにより、水素製造器100から第1F
Cスタック200に供給される水素リッチガスのうち未
反応水素は、第2FCスタック210に供給されるの
で、第2FCスタック210にて発電が開始され、補機
類m及びバッテリVに電力が供給される。
As a result, the first F
Since unreacted hydrogen among the hydrogen-rich gas supplied to the C stack 200 is supplied to the second FC stack 210, power generation is started in the second FC stack 210, and power is supplied to the accessories m and the battery V. .

【0034】次に、本実施形態の特徴を述べる。Next, the features of this embodiment will be described.

【0035】第1FCスタック200から排出される未
反応水素と酸素とを化学反応させて発電するとともに、
走行用電動モータMに電力を供給する第1FCスタック
200とは異なる第2FCスタック210を有している
ので、未反応水素にて発電してその発電した電力を有効
利用することができる。
The unreacted hydrogen and oxygen discharged from the first FC stack 200 are chemically reacted to generate power,
Since it has the second FC stack 210 different from the first FC stack 200 that supplies electric power to the traveling electric motor M, it is possible to generate electric power with unreacted hydrogen and use the generated electric power effectively.

【0036】このとき、本実施形態のごとく、第2FC
スタック210にて発電された電力を補機類m及びバッ
テリVに供給すれば、走行用電動モータMの負荷を軽減
することができきるので、未反応水素をより一層有効利
用することができる。
At this time, as in the present embodiment, the second FC
If the electric power generated by the stack 210 is supplied to the accessories m and the battery V, the load on the electric motor M for traveling can be reduced, and the unreacted hydrogen can be used more effectively.

【0037】また、本実施形態では、操作量Δの上昇変
化率がゼロ以下となったときに、水素バルブ505を開
いて未反応水素を第2FCスタック210に供給するの
で、加速状態から減速状態、又は加速状態から一定速走
行状態に変化するときのように余剰水素(未反応水素)
が発生し易いときにのみ、確実に未反応水を第2FCス
タック210に供給することができる。したがって、第
1FCスタック200内の水素量が、第1FCスタック
200(走行用電動モータM)にて本来必要とする水素
量を下回ることを未然に防止しつつ、未反応水素を有効
利用することができる。
In this embodiment, when the rate of change of the manipulated variable Δ becomes zero or less, the hydrogen valve 505 is opened to supply unreacted hydrogen to the second FC stack 210. Or surplus hydrogen (unreacted hydrogen), such as when changing from acceleration to running at a constant speed
Unreacted water can be surely supplied to the second FC stack 210 only when the occurrence of water is likely to occur. Therefore, it is possible to effectively use unreacted hydrogen while preventing the amount of hydrogen in the first FC stack 200 from being lower than the amount of hydrogen originally required in the first FC stack 200 (the electric motor M for traveling). it can.

【0038】(その他の実施形態)上述の実施形態で
は、アクセルペダルの操作量に基づいて水素バルブ50
5を開閉したが、走行用電動モータMにて必要とする電
力等の走行状態を示すその他のパラメータに基づいて水
素バルブ505を開閉してもよい。
(Other Embodiments) In the above embodiment, the hydrogen valve 50 is operated based on the operation amount of the accelerator pedal.
Although the hydrogen valve 505 is opened and closed, the hydrogen valve 505 may be opened and closed based on other parameters indicating the traveling state such as the electric power required by the traveling electric motor M.

【0039】また、上述の実施形態では、水素バルブ5
05を単純に開閉制御したが、アクセルペダルの操作量
等の走行状態を示すその他のパラメータに基づいて水素
バルブ505の開度を連続的に調節してもよい。
In the above embodiment, the hydrogen valve 5
Although the opening / closing control of the hydrogen valve 505 is simply performed, the opening of the hydrogen valve 505 may be continuously adjusted based on other parameters indicating the running state such as the operation amount of the accelerator pedal.

【0040】また、上述の実施形態では、第2FCスタ
ック210は12V用であったが、これは補機類m及び
バッテリVの作動電圧に合わせたものであって、本発明
はこれに限定されるものではない。
Further, in the above-described embodiment, the second FC stack 210 is for 12 V, but this is in accordance with the operating voltage of the accessories m and the battery V, and the present invention is not limited to this. Not something.

【0041】また、上述の実施形態では、水素供給手段
として炭化水素系の燃料を改質して水素が多量に含まれ
た水素リッチガスを製造する水素製造器100を用いた
が、本発明はこれに限定されるものでなく、水素供給手
段として純水素ガスを供給することができる高圧水素タ
ンクや水素吸蔵合金を用いた水素タンク等を使用しても
よい。
In the above-described embodiment, the hydrogen supply device 100 is used as the hydrogen supply means for reforming the hydrocarbon fuel to produce a hydrogen-rich gas containing a large amount of hydrogen. However, the present invention is not limited to this, and a high-pressure hydrogen tank that can supply pure hydrogen gas, a hydrogen tank using a hydrogen storage alloy, or the like may be used as the hydrogen supply means.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係る燃料電池システム
の模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】FCスタックの模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an FC stack.

【図3】本発明の第1実施形態に係る燃料電池システム
の制御ブロック図である。
FIG. 3 is a control block diagram of the fuel cell system according to the first embodiment of the present invention.

【図4】アクセルペダルの踏み込み操作量Δの変化を示
すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a change in an accelerator pedal operation amount Δ.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…水素製造器、200…第1FCスタック(第1
燃料電池)、210…第2FCスタック(第2燃料電
池)、505…水素バルブ。
100: hydrogen generator, 200: first FC stack (first
Fuel cell), 210: second FC stack (second fuel cell), 505: hydrogen valve.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 邦夫 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 5H027 AA02 AA06 BA01 BA16 DD03 KK00 MM08  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kunio Okamoto 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi F-term in DENSO Corporation (Reference) 5H027 AA02 AA06 BA01 BA16 DD03 KK00 MM08

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水素と酸素との化学反応により発生する
電気エネルギーを動力源として稼働するものに適用され
る燃料電池システムであって、 水素と酸素とを反応させて電気エネルギーを発生させる
第1燃料電池(200)と、 前記第1燃料電池(200)から電気エネルギーを得て
稼働する稼働力発生手段(M)と、 前記第1燃料電池(200)から排出される未反応水素
と酸素との化学反応により電気エネルギーを発生させる
第2燃料電池(210)とを備えることを特徴とする燃
料電池システム。
1. A fuel cell system applied to a system that operates using electric energy generated by a chemical reaction between hydrogen and oxygen as a power source, wherein a first reaction is performed by reacting hydrogen and oxygen to generate electric energy. A fuel cell (200); an operating force generating means (M) that operates by receiving electric energy from the first fuel cell (200); and unreacted hydrogen and oxygen discharged from the first fuel cell (200). And a second fuel cell (210) for generating electric energy by the chemical reaction of (2).
【請求項2】 炭化水素系の燃料を改質して水素が多量
に含まれた水素リッチガスを製造する水素製造器(10
0)と、 前記第1燃料電池(200)から排出される未反応水素
を前記第2燃料電池(210)に導く排気通路を開閉す
るバルブ(505)を備えており、 前記水素製造器(100)から前記第1燃料電池(20
0)に供給される水素リッチガス量の上昇変化率が所定
値以下となった時に前記バルブ(505)を開くことを
特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。
2. A hydrogen generator (10) for reforming a hydrocarbon fuel to produce a hydrogen-rich gas containing a large amount of hydrogen.
0), and a valve (505) for opening and closing an exhaust passage for guiding unreacted hydrogen discharged from the first fuel cell (200) to the second fuel cell (210). ) To the first fuel cell (20
2. The fuel cell system according to claim 1, wherein the valve is opened when a rate of change in the amount of hydrogen-rich gas supplied to 0) becomes equal to or less than a predetermined value. 3.
【請求項3】 充放電可能な二次電池(V)を備えてお
り、 前記二次電池(V)は、前記第2燃料電池(210)か
ら電力の供給を受けることができるように構成されてい
ることを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料電池シ
ステム。
3. A chargeable / dischargeable secondary battery (V), wherein the secondary battery (V) is configured to be able to receive power supply from the second fuel cell (210). The fuel cell system according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記稼働力発生手段(M)と異なる電気
機器(m)を備えており、 前記電気機器(m)は、前記第2燃料電池(210)か
ら電力の供給を受けることができるように構成されてい
ることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに
記載の燃料電池システム。
4. An electric device (m) different from the operating force generating means (M), wherein the electric device (m) can receive power supply from the second fuel cell (210). The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel cell system is configured as described above.
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