JP2005339845A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
燃料電池システムは、例えば、燃料電池システムを搭載した車両において、例えば間欠運転の際に生じる水素のクロスリークによる酸素不足など、低負荷状態或いは無負荷状態で酸素極に生じ得る酸化剤ガスの不足による悪影響を低減可能であり、よって過渡応答性能を向上させる。
【解決手段】
燃料極(アノード)に供給された燃料ガスと酸素極(カソード)に供給された酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、該燃料電池における酸素極の残留ガスが排出される排出側に設けられ、残留ガスの背圧を調節する調圧手段と、燃料電池が低負荷状態から高負荷状態に切り替えられる高負荷切替の際に、残留ガスの排出を促進するように、調圧手段を制御する制御手段とを備える。
【選択図】 図3
Description
よって、10Lのうち残りの7.5L(=10−2.5)の空気は、図5(b)に示された5(L/sec)の性能を持つ圧縮機によって、1.5秒(=7.5÷5)で燃料電池スタックへ供給される。
次に、図6を参照して、本発明の燃料電池システムの実施形態に係る、CPUの制御下で行われる間欠運転時の背圧の調整処理の一具体例について説明する。ここに、図6は、本発明の燃料電池システムの実施形態に係る、CPUの制御下で行われる間欠運転時の背圧の調整処理ルーチン(以下、「背圧調整処理ルーチン」と称す)の一具体例を示すフローチャート図である。
次に、図7を参照して、本発明の燃料電池システムの実施形態に係る、CPUの制御下で行われる間欠運転時の背圧調整処理の他の具体例について説明する。ここに、図7は、本発明の燃料電池システムの実施形態に係る、CPUの制御下で行われる間欠運転時の背圧調整処理ルーチンの他の具体例を示すフローチャート図である。
Claims (14)
- 燃料極に供給された燃料ガスと酸素極に供給された酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、
該燃料電池における前記酸素極の残留ガスが排出される排出側に設けられ、前記残留ガスの背圧を調節する調圧手段と、
前記燃料電池が低負荷状態から高負荷状態に切り替えられる高負荷切替の際に、前記残留ガスの排出を促進するように、前記調圧手段を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。 - 前記制御手段は、前記燃料電池が前記低負荷状態又は前記高負荷状態にあるか否かを判定する負荷状態判定手段を含み、該負荷状態判定手段により前記高負荷切替であると判定された場合に、前記残留ガスの排出を促進するように前記調圧手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記酸素極における酸素濃度を検出又は推定する酸素濃度特定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記高負荷切替の際に、前記検出又は推定された酸素濃度が相対的に低い場合、前記背圧の上昇速度を相対的に遅くするように前記調圧手段を制御す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。 - 前記制御手段は、前記高負荷切替の際に、前記検出又は推定された酸素濃度が低くなるにしたがって、前記背圧の上昇速度を遅くするように前記調圧手段を制御することを特徴とする請求項3に記載の燃料電池システム。
- 前記制御手段は、前記高負荷切替の際に、前記検出又は推定された酸素濃度が所定閾値以下である場合、前記背圧の上昇速度を遅くするように前記調圧手段を制御することを特徴とする請求項3に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料ガスの圧力を測定する測定手段を更に備え、
前記酸素濃度特定手段は、前記測定された燃料ガスの圧力に基づいて、前記酸素濃度を検出又は推定することを特徴とする請求項3から5のいずれか一項に記載の燃料電池システム。 - 前記燃料電池の負荷量を測定する負荷量測定手段を更に備え、
前記酸素濃度特定手段は、前記測定された負荷量に基づいて、前記酸素濃度を検出又は推定することを特徴とする請求項3から5のいずれか一項に記載の燃料電池システム。 - 前記低負荷状態の時間を計測する低負荷時間計測手段を更に備え、
前記酸素濃度特定手段は、前記計測された時間に基づいて、前記酸素濃度を検出又は推定することを特徴とする請求項3から5のいずれか一項に記載の燃料電池システム。 - 前記酸素極における窒素濃度を検出又は推定する窒素濃度特定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記高負荷切替の際に、前記検出又は推定された窒素濃度が相対的に大きい場合、前記背圧の上昇速度を相対的に遅くするように前記調圧手段を制御す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。 - 前記燃料極における水素濃度を検出又は推定する水素濃度特定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記高負荷切替の際に、前記検出又は推定された水素濃度が相対的に低い場合、前記背圧の上昇速度を相対的に遅くするように前記調圧手段を制御す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。 - 前記調圧手段は、圧力調整弁を有し、
前記制御手段は、前記残留ガスの排出を促進するように、前記圧力調整弁の開度の絞り速度を制御することを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の燃料電池システム。 - 前記酸化剤ガスを加圧して供給する加圧供給手段を更に備え、
前記制御手段は、前記低負荷状態では前記酸化剤ガスを供給する動作を停止し、前記高負荷状態では前記酸化剤ガスを供給する動作を行うように、前記加圧供給手段を制御することを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の燃料電池システム。 - 前記制御手段は、前記燃料電池が前記高負荷状態から前記低負荷状態に切り替えられる低負荷切替の場合に、前記低負荷状態に切替えられてからも所定時間だけ前記酸化剤ガスを供給するように前記加圧供給手段を制御することを特徴とする請求項12に記載の燃料電池システム。
- 燃料極に供給された燃料ガスと酸素極に供給された酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、該燃料電池における前記酸素極の残留ガスが排出される排出側に設けられ、前記残留ガスの背圧を調節する調圧手段とを備えた燃料電池システムを制御する制御方法であって、
前記調圧手段により前記背圧を調節する調圧工程と、
前記燃料電池が低負荷状態から高負荷状態に切り替えられる高負荷切替の際に、前記残留ガスの排出を促進するように、前記調圧手段を制御する制御工程と
を備えたことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008282659A (ja) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
WO2011024581A1 (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-03 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム及び燃料電池システムの運転方法 |
JP4849195B2 (ja) * | 2009-08-26 | 2012-01-11 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム及び燃料電池システムの運転方法 |
WO2012117525A1 (ja) * | 2011-03-01 | 2012-09-07 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JP2016126932A (ja) * | 2015-01-05 | 2016-07-11 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JP2022094991A (ja) * | 2020-12-16 | 2022-06-28 | 株式会社豊田自動織機 | 燃料電池システム及び燃料電池の発電方法 |
JP2022554171A (ja) * | 2019-10-29 | 2022-12-28 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 燃料電池システムを作動させる方法、およびそのための制御装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001035516A (ja) * | 1999-05-20 | 2001-02-09 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
JP2002042839A (ja) * | 2000-07-25 | 2002-02-08 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システムおよびその制御方法 |
JP2003304606A (ja) * | 2002-04-08 | 2003-10-24 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池搭載車両の制御装置 |
JP2003308862A (ja) * | 2002-04-15 | 2003-10-31 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池の燃料ガス制御装置 |
JP2004129433A (ja) * | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池車両及びその制御方法 |
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2004
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001035516A (ja) * | 1999-05-20 | 2001-02-09 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
JP2002042839A (ja) * | 2000-07-25 | 2002-02-08 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システムおよびその制御方法 |
JP2003304606A (ja) * | 2002-04-08 | 2003-10-24 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池搭載車両の制御装置 |
JP2003308862A (ja) * | 2002-04-15 | 2003-10-31 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池の燃料ガス制御装置 |
JP2004129433A (ja) * | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池車両及びその制御方法 |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101136499B1 (ko) | 2007-05-10 | 2012-04-19 | 도요타 지도샤(주) | 연료전지시스템 |
WO2008143112A1 (ja) * | 2007-05-10 | 2008-11-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池システム |
US8236460B2 (en) | 2007-05-10 | 2012-08-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
JP2008282659A (ja) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
JP4849195B2 (ja) * | 2009-08-26 | 2012-01-11 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム及び燃料電池システムの運転方法 |
DE112010003392T5 (de) | 2009-08-26 | 2012-06-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems |
WO2011024581A1 (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-03 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム及び燃料電池システムの運転方法 |
US8338040B2 (en) | 2009-08-26 | 2012-12-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system and method of operating fuel cell system |
DE112010003392B4 (de) | 2009-08-26 | 2024-08-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems |
WO2012117525A1 (ja) * | 2011-03-01 | 2012-09-07 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JPWO2012117525A1 (ja) * | 2011-03-01 | 2014-07-07 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JP2016126932A (ja) * | 2015-01-05 | 2016-07-11 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JP2022554171A (ja) * | 2019-10-29 | 2022-12-28 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 燃料電池システムを作動させる方法、およびそのための制御装置 |
JP2022094991A (ja) * | 2020-12-16 | 2022-06-28 | 株式会社豊田自動織機 | 燃料電池システム及び燃料電池の発電方法 |
JP7479691B2 (ja) | 2020-12-16 | 2024-05-09 | 株式会社豊田自動織機 | 燃料電池システム及び燃料電池の発電方法 |
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