JP2001291523A - 燃料電池制御システム及び燃料電池制御方法 - Google Patents
燃料電池制御システム及び燃料電池制御方法Info
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- JP2001291523A JP2001291523A JP2000278469A JP2000278469A JP2001291523A JP 2001291523 A JP2001291523 A JP 2001291523A JP 2000278469 A JP2000278469 A JP 2000278469A JP 2000278469 A JP2000278469 A JP 2000278469A JP 2001291523 A JP2001291523 A JP 2001291523A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】燃料ガス中の微量ＣＯによって燃料電池を構成
する電極の被毒による燃料電池の出力低下を防ぎ、常に
安定した所要出力を確保する。 【解決手段】メタノール及び水を改質器を介して燃料電
池１３へ送って発電を行う燃料電池制御システムにおい
て、モーター１５の駆動源としての燃料電池１３と、前
記燃料電池１３とモーター１５間に設けられた電圧計１
６と、前記液体燃料及び水及び改質ガスへの空気添加量
の夫々の流量を調節する流量調節器９ａ，９ｂ，９ｅ
と、前記電圧計１６、流量調節器９ａ，９ｂ，９ｅに電
気的に接続され、前記電圧計１６における負荷に応じて
液体燃料、水、及び改質ガスへの空気添加量を夫々制御
することでＣＯを選択的に酸化し、常にＣＯ濃度を所定
値以下にして電極の被毒を防ぎ、常に安定した所要出力
を確保しえる燃料電池制御システムを提供できる。
する電極の被毒による燃料電池の出力低下を防ぎ、常に
安定した所要出力を確保する。 【解決手段】メタノール及び水を改質器を介して燃料電
池１３へ送って発電を行う燃料電池制御システムにおい
て、モーター１５の駆動源としての燃料電池１３と、前
記燃料電池１３とモーター１５間に設けられた電圧計１
６と、前記液体燃料及び水及び改質ガスへの空気添加量
の夫々の流量を調節する流量調節器９ａ，９ｂ，９ｅ
と、前記電圧計１６、流量調節器９ａ，９ｂ，９ｅに電
気的に接続され、前記電圧計１６における負荷に応じて
液体燃料、水、及び改質ガスへの空気添加量を夫々制御
することでＣＯを選択的に酸化し、常にＣＯ濃度を所定
値以下にして電極の被毒を防ぎ、常に安定した所要出力
を確保しえる燃料電池制御システムを提供できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気負荷装置の駆
動用例えば自動車等の車両に使用される燃料電池制御シ
ステム及び燃料電池制御方法に関する。
動用例えば自動車等の車両に使用される燃料電池制御シ
ステム及び燃料電池制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、地球環境保護の観点から固体高分
子型燃料電池を自動車の内燃機関に代えて作動するモー
ターの電源として利用し、このモーターにより自動車を
駆動することが検討されている。しかし、メタノール等
の改質ガスを燃料とする固体高分子型燃料電池の運転に
おいては、燃料ガス中の微量ＣＯによって燃料電池を構
成する電極が被毒し、燃料電池の出力低下を招く。
子型燃料電池を自動車の内燃機関に代えて作動するモー
ターの電源として利用し、このモーターにより自動車を
駆動することが検討されている。しかし、メタノール等
の改質ガスを燃料とする固体高分子型燃料電池の運転に
おいては、燃料ガス中の微量ＣＯによって燃料電池を構
成する電極が被毒し、燃料電池の出力低下を招く。
【０００３】従来、その対策として、燃料電池に酸素ガ
スを添加し、かつその添加量を時間的に変動させるシス
テムが提案されている（特開平１１−４０１７８号）。
具体的には、この技術は、燃料ガス側極、電解質及び酸
化剤側極を有する低温型燃料電池の運転方法であり、燃
料ガスは、燃料ガス側極における燃料電池を構成する反
応を阻害する少なくとも１種の被酸化性物質（例えばＣ
Ｏ）を含み、燃料ガス側極に酸素含有ガスを添加して被
酸化性ガスを酸化するに際して、その添加量を時間的に
変動させたことを特徴とする運転方法である。
スを添加し、かつその添加量を時間的に変動させるシス
テムが提案されている（特開平１１−４０１７８号）。
具体的には、この技術は、燃料ガス側極、電解質及び酸
化剤側極を有する低温型燃料電池の運転方法であり、燃
料ガスは、燃料ガス側極における燃料電池を構成する反
応を阻害する少なくとも１種の被酸化性物質（例えばＣ
Ｏ）を含み、燃料ガス側極に酸素含有ガスを添加して被
酸化性ガスを酸化するに際して、その添加量を時間的に
変動させたことを特徴とする運転方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来技術では、燃料ガスが変動する場合、酸素含有ガ
スの過不足が生じるという問題があった。
た従来技術では、燃料ガスが変動する場合、酸素含有ガ
スの過不足が生じるという問題があった。
【０００５】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、モーターの駆動源としての燃料電池と、前
記燃料電池とモーター間に設けられた電流計、電圧計の
少なくともいずれかの検出器と、前記液体燃料及び水及
び改質ガスへの空気添加量の夫々の流量を調節する流量
調節器と、前記検出器、流量調節器に電気的に接続さ
れ、前記検出器における負荷に応じて液体燃料、水、及
び改質ガスへの空気添加量を夫々制御する制御器とを具
備した構成とすることにより、常にＣＯ濃度を所定値以
下にして常に安定した所要出力を確保しえる燃料電池制
御システムを提供することを目的とする。
れたもので、モーターの駆動源としての燃料電池と、前
記燃料電池とモーター間に設けられた電流計、電圧計の
少なくともいずれかの検出器と、前記液体燃料及び水及
び改質ガスへの空気添加量の夫々の流量を調節する流量
調節器と、前記検出器、流量調節器に電気的に接続さ
れ、前記検出器における負荷に応じて液体燃料、水、及
び改質ガスへの空気添加量を夫々制御する制御器とを具
備した構成とすることにより、常にＣＯ濃度を所定値以
下にして常に安定した所要出力を確保しえる燃料電池制
御システムを提供することを目的とする。
【０００６】また、本発明は、前記液体燃料、水及び改
質ガスへの空気添加流量を、負荷に応じて変動させるこ
とにより、上記と同様、常に安定して所要出力を確保し
える燃料電池制御方法を提供することを目的とする。
質ガスへの空気添加流量を、負荷に応じて変動させるこ
とにより、上記と同様、常に安定して所要出力を確保し
える燃料電池制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願第１の発明は、液体
燃料及び水を改質器を介して燃料電池へ送って発電を行
う燃料電池制御システムにおいて、モーターの駆動源と
しての燃料電池と、前記燃料電池とモーター間に設けら
れた電流計、電圧計の少なくともいずれかの検出器と、
前記液体燃料及び水及び改質ガスへの空気添加量の夫々
の流量を調節する流量調節器と、前記検出器、流量調節
器に電気的に接続され、前記検出器における負荷に応じ
て液体燃料、水、及び改質ガスへの空気添加量を夫々制
御する制御器とを具備することを特徴とする燃料電池制
御システムである。
燃料及び水を改質器を介して燃料電池へ送って発電を行
う燃料電池制御システムにおいて、モーターの駆動源と
しての燃料電池と、前記燃料電池とモーター間に設けら
れた電流計、電圧計の少なくともいずれかの検出器と、
前記液体燃料及び水及び改質ガスへの空気添加量の夫々
の流量を調節する流量調節器と、前記検出器、流量調節
器に電気的に接続され、前記検出器における負荷に応じ
て液体燃料、水、及び改質ガスへの空気添加量を夫々制
御する制御器とを具備することを特徴とする燃料電池制
御システムである。
【０００８】本願第２の発明は、液体燃料及び水を改質
器を介して燃料電池へ送って発電を行う燃料電池制御方
法において、前記液体燃料、水及び改質ガスへの空気添
加流量を、負荷に応じて変動させることを特徴とする燃
料電池制御方法である。
器を介して燃料電池へ送って発電を行う燃料電池制御方
法において、前記液体燃料、水及び改質ガスへの空気添
加流量を、負荷に応じて変動させることを特徴とする燃
料電池制御方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明について更に詳しく
説明する。
説明する。
【００１０】本発明において、前記負荷としては、電流
値、あるいは電圧値、あるいは電圧値と電流値の積が挙
げられる。通常、電圧値の増加とともにメタノール流量
を下げ、電流値の増加とともにメタノール流量を増加す
る。また、電圧値と電流値の積の増加とともに、メタノ
ール流量を増加する。
値、あるいは電圧値、あるいは電圧値と電流値の積が挙
げられる。通常、電圧値の増加とともにメタノール流量
を下げ、電流値の増加とともにメタノール流量を増加す
る。また、電圧値と電流値の積の増加とともに、メタノ
ール流量を増加する。
【００１１】本発明において、改質器と燃料電池を接続
する配管の途中に送る空気量を調整するのは、次の理由
による。即ち、改質器のＣＯ除去部からは僅かなＣＯが
排出され、燃料電池電極で蓄積されるが、空気量が少な
いとこのＣＯを酸化除去することができず、ＣＯが燃料
電池に溜りやすいからであり、逆に空気量が多いと改質
器から燃料電池へ送られる水素を消費することになり、
十分な電池反応を起こすことができないからである。
する配管の途中に送る空気量を調整するのは、次の理由
による。即ち、改質器のＣＯ除去部からは僅かなＣＯが
排出され、燃料電池電極で蓄積されるが、空気量が少な
いとこのＣＯを酸化除去することができず、ＣＯが燃料
電池に溜りやすいからであり、逆に空気量が多いと改質
器から燃料電池へ送られる水素を消費することになり、
十分な電池反応を起こすことができないからである。
【００１２】本発明において、前記改質器と燃料電池と
を連結する流路にＣＯ濃度センサーを設け、このＣＯ濃
度センサーによるＣＯ濃度検出値に基づいて燃料電池へ
の空気添加流量を付加的に調節することが好ましい（実
施例４参照）。これにより、通常（ＣＯ濃度検出値が低
いとき）は燃料電池への空気添加量をそのままにする
が、ＣＯ濃度が基準値を超えたときは燃料電池への空気
添加量を増やし、もって単に負荷に応じて空気添加量を
変動させる場合と比べ、ＣＯによる燃料電池の電極への
被毒を抑制して、安定した所要出力を確保することがで
きる。
を連結する流路にＣＯ濃度センサーを設け、このＣＯ濃
度センサーによるＣＯ濃度検出値に基づいて燃料電池へ
の空気添加流量を付加的に調節することが好ましい（実
施例４参照）。これにより、通常（ＣＯ濃度検出値が低
いとき）は燃料電池への空気添加量をそのままにする
が、ＣＯ濃度が基準値を超えたときは燃料電池への空気
添加量を増やし、もって単に負荷に応じて空気添加量を
変動させる場合と比べ、ＣＯによる燃料電池の電極への
被毒を抑制して、安定した所要出力を確保することがで
きる。
【００１３】本発明において、前記改質器と燃料電池と
を連結する流路にＣＯ濃度センサーを設け、このＣＯ濃
度センサーによるＣＯ濃度検出値及び前記液体燃料の流
量に基づいて燃料電池への空気添加流量を付加的に調節
することが好ましい（実施例５参照）。これは、ＣＯ濃
度センサーによるＣＯ濃度検出値のみならず、電流計に
よるＦＣ電流と液体燃料としてのメタノールの流量に基
づいて、付加すべき空気添加量を調節するもので、ＣＯ
濃度検出値のみを基準とした場合と比べ、一層電極への
被毒を抑制して安定した所要出力を確保することができ
る。
を連結する流路にＣＯ濃度センサーを設け、このＣＯ濃
度センサーによるＣＯ濃度検出値及び前記液体燃料の流
量に基づいて燃料電池への空気添加流量を付加的に調節
することが好ましい（実施例５参照）。これは、ＣＯ濃
度センサーによるＣＯ濃度検出値のみならず、電流計に
よるＦＣ電流と液体燃料としてのメタノールの流量に基
づいて、付加すべき空気添加量を調節するもので、ＣＯ
濃度検出値のみを基準とした場合と比べ、一層電極への
被毒を抑制して安定した所要出力を確保することができ
る。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の各実施例について図面を参照
して説明する。なお、下記実施例で述べる各構成部材の
材料や数値は一例を示すもので、本発明の権利範囲を特
定するものではない。
して説明する。なお、下記実施例で述べる各構成部材の
材料や数値は一例を示すもので、本発明の権利範囲を特
定するものではない。
【００１５】（実施例１）図１を参照する。図中の付番
１は、蒸発部２と改質部３とＣＯ除去部４からなる改質
器を示す。前記改質器１には、液体燃料としてのメタノ
ール５を収容した槽６ａ、水７を収容した槽６ｂが併設
されている。両槽６ａ，６ｂと改質器１とは、ポンプ８
ａ，流量調節器９ａを介装した配管１０と、ポンプ８
ｂ，流量調節器９ｂを介装した配管１１と、これらの両
配管１０，１１に接続する配管１２により接続されてい
る。前記改質器１の蒸発部２では、ガス化が行われる。
また、改質部３では、メタノール４と水７による水蒸気
改質反応が行われ、水素リッチガスが得られる。更に、
ＣＯ除去部４にはＣＯだけを選択的に酸化させる触媒が
配置されており、ＣＯ除去部４を通過したＣＯが例えば
１０ｐｐｍ以下まで低減される。
１は、蒸発部２と改質部３とＣＯ除去部４からなる改質
器を示す。前記改質器１には、液体燃料としてのメタノ
ール５を収容した槽６ａ、水７を収容した槽６ｂが併設
されている。両槽６ａ，６ｂと改質器１とは、ポンプ８
ａ，流量調節器９ａを介装した配管１０と、ポンプ８
ｂ，流量調節器９ｂを介装した配管１１と、これらの両
配管１０，１１に接続する配管１２により接続されてい
る。前記改質器１の蒸発部２では、ガス化が行われる。
また、改質部３では、メタノール４と水７による水蒸気
改質反応が行われ、水素リッチガスが得られる。更に、
ＣＯ除去部４にはＣＯだけを選択的に酸化させる触媒が
配置されており、ＣＯ除去部４を通過したＣＯが例えば
１０ｐｐｍ以下まで低減される。
【００１６】前記改質器１には、燃料極と酸素極を有す
る固体高分子型燃料電池１３が配管１４を介して接続さ
れている。ここで、燃料電池１３は、モーター１５の駆
動源として機能する。前記燃料電池１３とモーター１５
間には、検出器としての電圧計１６がモーター１５に対
して並列に配置されている。前記改質器１の改質部３、
ＣＯ除去部４、前記配管１４の途中及び燃料電池１３に
は、ブロア１７より空気が供給されるようになってい
る。ここで、この空気を送る途中の配管には、夫々流量
調節器９ｃ，９ｄ、９ｅ，９ｆが夫々設けられている。
る固体高分子型燃料電池１３が配管１４を介して接続さ
れている。ここで、燃料電池１３は、モーター１５の駆
動源として機能する。前記燃料電池１３とモーター１５
間には、検出器としての電圧計１６がモーター１５に対
して並列に配置されている。前記改質器１の改質部３、
ＣＯ除去部４、前記配管１４の途中及び燃料電池１３に
は、ブロア１７より空気が供給されるようになってい
る。ここで、この空気を送る途中の配管には、夫々流量
調節器９ｃ，９ｄ、９ｅ，９ｆが夫々設けられている。
【００１７】前記配管１４からの主に水素を含むガスは
燃料電池１３の燃料極に供給され、ブロワ１７から流量
調節器９ｆを通過した空気は燃料電池１３の酸素極に供
給される。また、燃料電池１３で残存した水素、酸素等
は、改質器１１の蒸発部１２に送られる。前記各流量調
節器９ａ，９ｂ，ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ及び電圧計１６
の夫々には、制御器１８が電気的に接続されている。こ
こで、制御器１８は、電圧計１６による電圧値によりメ
タノールの流量を図４に示すように変化させるので、こ
の変動に対応して各流量調節器９ａ〜９ｆへのメタノー
ル、水、空気の量を調節するようになっている。
燃料電池１３の燃料極に供給され、ブロワ１７から流量
調節器９ｆを通過した空気は燃料電池１３の酸素極に供
給される。また、燃料電池１３で残存した水素、酸素等
は、改質器１１の蒸発部１２に送られる。前記各流量調
節器９ａ，９ｂ，ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ及び電圧計１６
の夫々には、制御器１８が電気的に接続されている。こ
こで、制御器１８は、電圧計１６による電圧値によりメ
タノールの流量を図４に示すように変化させるので、こ
の変動に対応して各流量調節器９ａ〜９ｆへのメタノー
ル、水、空気の量を調節するようになっている。
【００１８】図７は、メタノール流量と前記配管１４へ
の空気添加量との関係を示す図である。つまり、電圧計
の電圧値が減少してメタノール流量が小さくなったら空
気添加量を少なくし、電圧値が大きくてメタノール流量
が大きい場合は空気添加量も多くするように設定してい
る。
の空気添加量との関係を示す図である。つまり、電圧計
の電圧値が減少してメタノール流量が小さくなったら空
気添加量を少なくし、電圧値が大きくてメタノール流量
が大きい場合は空気添加量も多くするように設定してい
る。
【００１９】このように、実施例１においては、改質器
１１から燃料電池１３へ主として水素を送る配管１４
に、流量調節器９ｅを介装した配管１９を接続し、燃料
電池１３への空気添加量を負荷に応じて変動させる構成
となっているため、常にＣＯ濃度を所定値以下にして電
極の被毒を防ぎ、常に安定した所要出力を確保すること
ができる。
１１から燃料電池１３へ主として水素を送る配管１４
に、流量調節器９ｅを介装した配管１９を接続し、燃料
電池１３への空気添加量を負荷に応じて変動させる構成
となっているため、常にＣＯ濃度を所定値以下にして電
極の被毒を防ぎ、常に安定した所要出力を確保すること
ができる。
【００２０】（実施例２）図２を参照する。但し、図１
と同部材は同符号を用いて説明を省略する。図２は、燃
料電池１３とモーター１５間に、検出器としての電流計
２１をモーター１５に対して直列に配置したことを特徴
とする。ここで、電流計２１と前記制御器１８とは電気
的に接続され、電流計２１による電流値に基づいてメタ
ノールや水の流量や燃料電池１３への空気添加量等が調
節されるようになっている。前記電流計２１による電流
値（Ｉ）とメタノール流量との関係は図５に示す通りで
あり、電流値の増加に従ってメタノール流量も増加する
ようになっている。また、メタノール流量と空気添加量
との関係は、前述した図７に示す通りである。
と同部材は同符号を用いて説明を省略する。図２は、燃
料電池１３とモーター１５間に、検出器としての電流計
２１をモーター１５に対して直列に配置したことを特徴
とする。ここで、電流計２１と前記制御器１８とは電気
的に接続され、電流計２１による電流値に基づいてメタ
ノールや水の流量や燃料電池１３への空気添加量等が調
節されるようになっている。前記電流計２１による電流
値（Ｉ）とメタノール流量との関係は図５に示す通りで
あり、電流値の増加に従ってメタノール流量も増加する
ようになっている。また、メタノール流量と空気添加量
との関係は、前述した図７に示す通りである。
【００２１】実施例２によれば、電流値により特に配管
１４への空気添加量を調節できるので、実施例１と同
様、電極の被毒を防ぎ、常にＣＯ濃度を所定値以下にし
て常に安定した所要出力を確保することができる。
１４への空気添加量を調節できるので、実施例１と同
様、電極の被毒を防ぎ、常にＣＯ濃度を所定値以下にし
て常に安定した所要出力を確保することができる。
【００２２】（実施例３）図３を参照する。但し、図
１、図２と同部材は同符号を用いて説明を省略する。本
実施例３は、燃料電池１３とモーター１５間に、検出器
としての電流計２１をモーター１５に対して直列に配置
するとともに、検出器としての電圧計１６をモーター１
５に対して並列に配置したことを特徴とする。前記電圧
計１６及び電流計２１は夫々制御器１８に電気的に接続
され、電圧計１６による電圧値（Ｖ）、電流計２１によ
る電流値に基づいてメタノールや水の流量や燃料電池１
３への空気添加量等が調節されるようになっている。
１、図２と同部材は同符号を用いて説明を省略する。本
実施例３は、燃料電池１３とモーター１５間に、検出器
としての電流計２１をモーター１５に対して直列に配置
するとともに、検出器としての電圧計１６をモーター１
５に対して並列に配置したことを特徴とする。前記電圧
計１６及び電流計２１は夫々制御器１８に電気的に接続
され、電圧計１６による電圧値（Ｖ）、電流計２１によ
る電流値に基づいてメタノールや水の流量や燃料電池１
３への空気添加量等が調節されるようになっている。
【００２３】図６は前記電圧値（Ｖ）×電流値（Ｉ）の
値とメタノール流量との関係を示し、Ｖ×Ｉの値の増加
に従ってメタノール流量も増加するようになっている。
また、メタノール流量と空気添加量との関係は、前述し
た図７に示す通りである。
値とメタノール流量との関係を示し、Ｖ×Ｉの値の増加
に従ってメタノール流量も増加するようになっている。
また、メタノール流量と空気添加量との関係は、前述し
た図７に示す通りである。
【００２４】実施例３によれば、電流値、電圧値により
特に配管１４への空気添加量を調節できるので、実施例
１と同様、電極の被毒を防ぎ、常にＣＯ濃度を所定値以
下にして常に安定した所要出力を確保することができ
る。
特に配管１４への空気添加量を調節できるので、実施例
１と同様、電極の被毒を防ぎ、常にＣＯ濃度を所定値以
下にして常に安定した所要出力を確保することができ
る。
【００２５】（実施例４）まず、実施例４及び実施例５
に係る燃料電池制御システムについて図８を参照して説
明する。但し、図１、図２と同部材は同符号を用いて説
明を省略する。図中の付番５０は、制御器１８から流量
調節器９ｅへ送る信号を示す。また、付番５１は、改質
器１と燃料電池１３とを連結する配管（流路）１４に介
装された一酸化（ＣＯ）濃度センサーを示す。このよう
に、上記燃料電池制御システムは、改質器１と燃料電池
１３とを連結する配管１４にＣＯ濃度センサーを介装し
たことを特徴とする。
に係る燃料電池制御システムについて図８を参照して説
明する。但し、図１、図２と同部材は同符号を用いて説
明を省略する。図中の付番５０は、制御器１８から流量
調節器９ｅへ送る信号を示す。また、付番５１は、改質
器１と燃料電池１３とを連結する配管（流路）１４に介
装された一酸化（ＣＯ）濃度センサーを示す。このよう
に、上記燃料電池制御システムは、改質器１と燃料電池
１３とを連結する配管１４にＣＯ濃度センサーを介装し
たことを特徴とする。
【００２６】次に、実施例４に係る燃料電池制御方法に
ついて図９を参照して説明する。即ち、この方法では、
まず、電流計２１よりＦＣ電流とメタノール流量との関
係を図９の（ａ）のように調べた後、メタノール流量と
空気添加量１との関係を図９の（ｂ）のように調べ、空
気添加量１に基づく信号を制御器１８へ送る。一方、こ
れとは別に、前記ＣＯ濃度センサー５１によりＣＯ濃度
を検出し、ＣＯ濃度検出値と空気添加量２との関係を図
９の（ｃ）のように調べ、空気添加量２に基づく信号を
制御器１８へ送る。そして、空気添加量１及び空気添加
量２の総和に対応した信号５０を流量調節器９ｅへ送
る。
ついて図９を参照して説明する。即ち、この方法では、
まず、電流計２１よりＦＣ電流とメタノール流量との関
係を図９の（ａ）のように調べた後、メタノール流量と
空気添加量１との関係を図９の（ｂ）のように調べ、空
気添加量１に基づく信号を制御器１８へ送る。一方、こ
れとは別に、前記ＣＯ濃度センサー５１によりＣＯ濃度
を検出し、ＣＯ濃度検出値と空気添加量２との関係を図
９の（ｃ）のように調べ、空気添加量２に基づく信号を
制御器１８へ送る。そして、空気添加量１及び空気添加
量２の総和に対応した信号５０を流量調節器９ｅへ送
る。
【００２７】つまり、通常（ＣＯ濃度が基準値、例えば
１０ｐｐｍより小さい場合）は電流計２１のＦＣ電流に
基づいて空気添加量１に対応する信号５０を流量調節器
９ｅへ一定量の空気を燃料電池１３へ送るが、ＣＯ濃度
が基準値より大きい場合は、空気添加量１及び空気添加
量２の総和に対応した信号５０を送って、流量調節器９
ｅを調節し、通常より多くの空気をブロワ１７から燃料
電池１３へ送る。
１０ｐｐｍより小さい場合）は電流計２１のＦＣ電流に
基づいて空気添加量１に対応する信号５０を流量調節器
９ｅへ一定量の空気を燃料電池１３へ送るが、ＣＯ濃度
が基準値より大きい場合は、空気添加量１及び空気添加
量２の総和に対応した信号５０を送って、流量調節器９
ｅを調節し、通常より多くの空気をブロワ１７から燃料
電池１３へ送る。
【００２８】このように、実施例４に係る燃料電池制御
方法では、電流計２１による電流値に基づく空気を燃料
電池１３へ送るのだけではなく、ＣＯ濃度センサー５１
によるＣＯ濃度検出値に基づく空気もＣＯ濃度検出値に
応じて燃料電池１３へ送るため、実施例１〜３の場合と
比べ一層ＣＯによる電極被毒を防ぐことができ、安定し
た所要出力を確保することができる。
方法では、電流計２１による電流値に基づく空気を燃料
電池１３へ送るのだけではなく、ＣＯ濃度センサー５１
によるＣＯ濃度検出値に基づく空気もＣＯ濃度検出値に
応じて燃料電池１３へ送るため、実施例１〜３の場合と
比べ一層ＣＯによる電極被毒を防ぐことができ、安定し
た所要出力を確保することができる。
【００２９】（実施例５）本実施例５に係る燃料電池制
御方法について図１０を参照して説明する。但し、図
１、図２及び図９と同部材は同付番を付して説明を省略
する。即ち、この方法では、まず、電流計２１よりＦＣ
電流とメタノール流量との関係を図１０の（ａ）のよう
に調べた後、メタノール流量と空気添加量１との関係を
図１０の（ｂ）のように調べるとともに、メタノール流
量と空気添加量２（所定値）との関係を図１０の（ｃ）
のように調べる。そして、図１０の（ｂ）に基づく空気
添加量１を制御器１８に送る一方、図１０の（ｃ）に基
づく所定値及び前記ＣＯ濃度センサー５１によるＣＯ濃
度検出値に基づいて、ＣＯ濃度検出値と空気添加量２と
の関係を図１０の（ｄ）のように調べ、空気添加量２に
対応した信号を制御器１８へ送る。これにより、空気添
加量１及び空気添加量２の総和に対応した信号５０を流
量調節器９ｅへ送る。
御方法について図１０を参照して説明する。但し、図
１、図２及び図９と同部材は同付番を付して説明を省略
する。即ち、この方法では、まず、電流計２１よりＦＣ
電流とメタノール流量との関係を図１０の（ａ）のよう
に調べた後、メタノール流量と空気添加量１との関係を
図１０の（ｂ）のように調べるとともに、メタノール流
量と空気添加量２（所定値）との関係を図１０の（ｃ）
のように調べる。そして、図１０の（ｂ）に基づく空気
添加量１を制御器１８に送る一方、図１０の（ｃ）に基
づく所定値及び前記ＣＯ濃度センサー５１によるＣＯ濃
度検出値に基づいて、ＣＯ濃度検出値と空気添加量２と
の関係を図１０の（ｄ）のように調べ、空気添加量２に
対応した信号を制御器１８へ送る。これにより、空気添
加量１及び空気添加量２の総和に対応した信号５０を流
量調節器９ｅへ送る。
【００３０】つまり、通常（ＣＯ濃度が基準値、例えば
１０ｐｐｍより小さい場合）は電流計２１のＦＣ電流に
基づいて空気添加量１に対応する信号５０を流量調節器
９ｅへ一定量の空気を燃料電池１３へ送るが、ＣＯ濃度
が基準値より大きい場合は、空気添加量１及びメタノー
ル流量やＣＯ濃度検出値を考慮した空気添加量２の総和
に対応した信号５０を送って、流量調節器９ｅを調節
し、通常より多くの空気をブロワ１７から燃料電池１３
へ送る。
１０ｐｐｍより小さい場合）は電流計２１のＦＣ電流に
基づいて空気添加量１に対応する信号５０を流量調節器
９ｅへ一定量の空気を燃料電池１３へ送るが、ＣＯ濃度
が基準値より大きい場合は、空気添加量１及びメタノー
ル流量やＣＯ濃度検出値を考慮した空気添加量２の総和
に対応した信号５０を送って、流量調節器９ｅを調節
し、通常より多くの空気をブロワ１７から燃料電池１３
へ送る。
【００３１】このように、実施例５に係る燃料電池制御
方法では、電流計２１による電流値に基づく空気を燃料
電池１３へ送るのだけではなく、メタノール流量やＣＯ
濃度センサー５１によるＣＯ濃度検出値に基づく空気も
ＣＯ濃度検出値に応じて燃料電池１３へ送るため、実施
例１〜３の場合と比べ一層ＣＯによる電極被毒を防ぐこ
とができ、安定した所要出力を確保することができる。
方法では、電流計２１による電流値に基づく空気を燃料
電池１３へ送るのだけではなく、メタノール流量やＣＯ
濃度センサー５１によるＣＯ濃度検出値に基づく空気も
ＣＯ濃度検出値に応じて燃料電池１３へ送るため、実施
例１〜３の場合と比べ一層ＣＯによる電極被毒を防ぐこ
とができ、安定した所要出力を確保することができる。
【００３２】
【発明の効果】以上詳述したように、モーターの駆動源
としての燃料電池と、前記燃料電池とモーター間に設け
られた電流計、電圧計の少なくともいずれかの検出器
と、前記液体燃料及び水及び改質ガスへの空気添加量の
夫々の流量を調節する流量調節器と、前記検出器、流量
調節器に電気的に接続され、前記検出器における負荷に
応じて液体燃料、水、及び改質ガスへの空気添加量を夫
々制御する制御器とを具備した構成とすることにより、
常にＣＯ濃度を所定値以下にして電極の被毒を防ぎ、常
に安定した所要出力を確保しえる燃料電池制御システム
を提供できる。
としての燃料電池と、前記燃料電池とモーター間に設け
られた電流計、電圧計の少なくともいずれかの検出器
と、前記液体燃料及び水及び改質ガスへの空気添加量の
夫々の流量を調節する流量調節器と、前記検出器、流量
調節器に電気的に接続され、前記検出器における負荷に
応じて液体燃料、水、及び改質ガスへの空気添加量を夫
々制御する制御器とを具備した構成とすることにより、
常にＣＯ濃度を所定値以下にして電極の被毒を防ぎ、常
に安定した所要出力を確保しえる燃料電池制御システム
を提供できる。
【００３３】また、本発明は、前記液体燃料、水及び改
質器から燃料電池へ送る空気の流量を、負荷に応じて変
動させることにより、上記と同様、電極の被毒を防ぎ、
常に安定して所要出力を確保しえる燃料電池制御方法を
提供できる。
質器から燃料電池へ送る空気の流量を、負荷に応じて変
動させることにより、上記と同様、電極の被毒を防ぎ、
常に安定して所要出力を確保しえる燃料電池制御方法を
提供できる。
【図１】本発明の実施例１に係る燃料電池制御システム
の説明図。
の説明図。
【図２】本発明の実施例２に係る燃料電池制御システム
の説明図。
の説明図。
【図３】本発明の実施例３に係る燃料電池制御システム
の説明図。
の説明図。
【図４】実施例１における電圧値とメタノール流量との
関係を示す特性図。
関係を示す特性図。
【図５】実施例２における電流値とメタノール流量との
関係を示す特性図。
関係を示す特性図。
【図６】実施例３における電圧値×電流値とメタノール
流量との関係を示す特性図。
流量との関係を示す特性図。
【図７】本発明の各実施例におけるメタノール流量と空
気添加量との関係を示す特性図。
気添加量との関係を示す特性図。
【図８】本発明の実施例４、５に係る燃料電池制御シス
テムの説明図。
テムの説明図。
【図９】本発明の実施例４に係る燃料電池制御方法を説
明するためのブロック図。
明するためのブロック図。
【図１０】本発明の実施例５に係る燃料電池制御方法を
説明するためのブロック図。
説明するためのブロック図。
１…改質器、 ２…蒸発部、 ３…改質部、 ４…ＣＯ除去部、 ５…メタノール、 ７…水、 ８ａ，８ｂ…ポンプ、 ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ…流量調節器、 １０，１１，１２，１４，１９…配管、 １３…燃料電池、 １５…モーター、 １６…電圧計、 １７…ブロワ、 １８…制御器、 ２１…電流計、 ５１…ＣＯ濃度センサー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大本 節男 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 Ｆターム(参考） 5H026 AA06 5H027 AA06 BA01 BA09 BA10 BA16 KK21 KK31 KK54 KK56 MM01
Claims (5)
- 【請求項１】 液体燃料及び水を改質器を介して燃料電
池へ送って発電を行う燃料電池制御システムにおいて、
モーターの駆動源としての燃料電池と、前記燃料電池と
モーター間に設けられた電流計、電圧計の少なくともい
ずれかの検出器と、前記液体燃料及び水及び改質ガスへ
の空気添加量の夫々の流量を調節する流量調節器と、前
記検出器、流量調節器に電気的に接続され、前記検出器
における負荷に応じて液体燃料、水、及び改質ガスへの
空気添加量を夫々制御する制御器とを具備することを特
徴とする燃料電池制御システム。 - 【請求項２】 液体燃料及び水を改質器を介して燃料電
池へ送って発電を行う燃料電池制御方法において、前記
液体燃料、水及び改質器ガスへの空気添加流量を、負荷
に応じて変動させることを特徴とする燃料電池制御方
法。 - 【請求項３】 前記負荷が電流値、電圧値、あるいは電
圧値と電流値の積であることを特徴とする請求項２記載
の燃料電池制御方法。 - 【請求項４】 前記改質器と燃料電池とを連結する流路
にＣＯ濃度センサーを設け、このＣＯ濃度センサーによ
るＣＯ濃度検出値に基づいて燃料電池への空気添加流量
を付加的に調節することを特徴とする請求項２記載の燃
料電池制御方法。 - 【請求項５】 前記改質器と燃料電池とを連結する流路
にＣＯ濃度センサーを設け、このＣＯ濃度センサーによ
るＣＯ濃度検出値及び前記液体燃料の流量に基づいて燃
料電池への空気添加流量を付加的に調節することを特徴
とする請求項２記載の燃料電池制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000278469A JP2001291523A (ja) | 2000-02-03 | 2000-09-13 | 燃料電池制御システム及び燃料電池制御方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-26521 | 2000-02-03 | ||
| JP2000026521 | 2000-02-03 | ||
| JP2000278469A JP2001291523A (ja) | 2000-02-03 | 2000-09-13 | 燃料電池制御システム及び燃料電池制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001291523A true JP2001291523A (ja) | 2001-10-19 |
Family
ID=26584807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000278469A Withdrawn JP2001291523A (ja) | 2000-02-03 | 2000-09-13 | 燃料電池制御システム及び燃料電池制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001291523A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100461270B1 (ko) * | 2002-06-29 | 2004-12-10 | 현대자동차주식회사 | 연료 전지 차량의 연료 공급 시스템 |
| US6878473B2 (en) * | 2001-05-02 | 2005-04-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fuel cell power generating apparatus, and operating method and combined battery of fuel cell power generating apparatus |
| JP2006196203A (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Casio Comput Co Ltd | 電源システム、電源システムの制御装置および電源システムの制御方法 |
| JP2007250294A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Osaka Gas Co Ltd | 固体高分子形燃料電池システムおよびその制御方法 |
| JP2009018974A (ja) * | 2007-07-13 | 2009-01-29 | Casio Comput Co Ltd | 発電装置、電子機器及び発電方法 |
| US7622210B2 (en) | 2003-03-13 | 2009-11-24 | Industrial Technology Research Institute | Fuel supplying apparatus for a fuel cell which stabilizes fuel concentration |
| JP2012014960A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Ｃｏ除去システム、及び、ｃｏ除去方法 |
-
2000
- 2000-09-13 JP JP2000278469A patent/JP2001291523A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6878473B2 (en) * | 2001-05-02 | 2005-04-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fuel cell power generating apparatus, and operating method and combined battery of fuel cell power generating apparatus |
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| JP2006196203A (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Casio Comput Co Ltd | 電源システム、電源システムの制御装置および電源システムの制御方法 |
| JP4513572B2 (ja) * | 2005-01-11 | 2010-07-28 | カシオ計算機株式会社 | 電源システム、電源システムの制御装置および電源システムの制御方法 |
| JP2007250294A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Osaka Gas Co Ltd | 固体高分子形燃料電池システムおよびその制御方法 |
| JP2009018974A (ja) * | 2007-07-13 | 2009-01-29 | Casio Comput Co Ltd | 発電装置、電子機器及び発電方法 |
| JP2012014960A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Ｃｏ除去システム、及び、ｃｏ除去方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20071204 |