JP2006107901A - Fuel cell system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system which can be quickly started even in a circumstance of low temperature, by preventing freezing of water in a fuel cell. <P>SOLUTION: The fuel cell 2 is kept warm by a heat insulation structure 10, and in case the temperature of external air or the temperature at the dew point measured by a measuring means 22 is lower than a prescribed standard value after stopping power generation of the fuel cell, external air is led into a gas flow passage of the fuel cell 2 by operating an external air supply means 8. By the above, evaporation of moisture in the fuel cell 2 is promoted by the difference between the dew point temperature of external air and the temperature of the fuel cell, and the inside of the fuel cell is efficiently dried. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、燃料電池システムに関し、特に、燃料電池の内部に存在する水の凍結を防止するのに有効な技術に関する。   The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly, to a technique effective for preventing freezing of water existing inside a fuel cell.

燃料電池の内部には、発電に伴う電気化学反応によって生成された水や電解質膜の加湿用に供給された水が存在している。システムの停止後、内部に水が存在する状態で燃料電池が放置される場合、外気温の低下によって燃料電池が冷却されると、やがて燃料電池の内部に存在する水は凍結を始める。このような状態でシステムを再起動する場合、凍結によってできた氷により反応ガスの電極への供給が阻害されるため、燃料電池の電圧の上昇が遅れてシステムが完全に起動するまでに長時間を要してしまう。   Inside the fuel cell, there is water generated by an electrochemical reaction accompanying power generation and water supplied for humidifying the electrolyte membrane. When the fuel cell is left in a state where water is present inside after the system is shut down, when the fuel cell is cooled due to a decrease in the outside air temperature, the water present inside the fuel cell eventually begins to freeze. When the system is restarted in such a state, the supply of reaction gas to the electrode is hindered by the ice formed by freezing, so it takes a long time for the system to start completely after the rise in the fuel cell voltage is delayed. Is required.

燃料電池システムにおける水の凍結対策としては、例えば、特許文献1乃至3に記載された技術が知られている。特許文献1に記載された燃料電池システムでは、外気温から凍結可能性を予測し、凍結が予測される場合には、改質器から得た高温ガスを用いて排ガス路内に残留する水を乾燥させるようになっている。特許文献2に記載された燃料電池システムでは、平均気温、外気温、日時、ナビゲーション情報等から凍結可能性を予測し、凍結が予測される場合には、エアポンプにより圧送される空気によって配管内の水をパージするようになっている。また、特許文献3に記載された燃料電池システムでは、燃料電池を断熱材層で覆うことで燃料電池を保温し、内部の水が凍結することを防止している。
特開平10−223249号公報 特開2004−39527号公報 特開2003−151595号公報
As measures against water freezing in a fuel cell system, for example, techniques described in Patent Documents 1 to 3 are known. In the fuel cell system described in Patent Document 1, the possibility of freezing is predicted from the outside air temperature, and when freezing is predicted, the water remaining in the exhaust gas path is removed using the high-temperature gas obtained from the reformer. It is designed to be dried. In the fuel cell system described in Patent Document 2, the possibility of freezing is predicted from the average air temperature, the outside air temperature, the date and time, navigation information, etc., and when freezing is predicted, The water is purged. Moreover, in the fuel cell system described in Patent Document 3, the fuel cell is covered with a heat insulating material layer to keep the fuel cell warm, and the internal water is prevented from freezing.
JP-A-10-223249 JP 2004-39527 A JP 2003-151595 A

しかしながら、特許文献1に記載の従来技術は、改質器を有しない燃料電池システムでは高い効果を得ることは難しい。改質器から得られる高温ガスは数百℃に達するのに対し、改質器を有しない燃料電池システムでは燃料電池スタックの温度が最高であり、そこで得られるガスの温度は高々100℃前後でしかないからである。また、改質器を有する燃料電池システムであっても、燃料電池の内部を乾燥する場合には、電解質膜の劣化を防止する必要から、燃料電池に供給するガスの温度をあまりに高くすることはできない。一方、特許文献2に記載の従来技術のように常温の空気によって水をパージする場合には、高温ガスに比較して水の蒸発量は少ないために乾燥が不十分になってしまうおそれがある。乾燥を十分に行うためには大量の空気を供給する必要があり、多くのエネルギを消費することになってしまう。   However, it is difficult for the conventional technique described in Patent Document 1 to obtain a high effect in a fuel cell system that does not have a reformer. The high temperature gas obtained from the reformer reaches several hundred degrees Celsius, whereas in the fuel cell system without the reformer, the temperature of the fuel cell stack is the highest, and the temperature of the obtained gas is about 100 degrees Celsius at most. Because there is only. Even in a fuel cell system having a reformer, when the inside of the fuel cell is dried, it is necessary to prevent deterioration of the electrolyte membrane, so that the temperature of the gas supplied to the fuel cell is not too high. Can not. On the other hand, when water is purged with air at room temperature as in the prior art described in Patent Document 2, the amount of water evaporation is small compared to high-temperature gas, and thus drying may be insufficient. . In order to sufficiently dry, it is necessary to supply a large amount of air, which consumes a lot of energy.

また、特許文献3に記載の従来技術は、システムの停止時間が長期間に及ぶ場合には効果が期待できない。断熱材層で覆われているとしても、ゆっくりとではあるが燃料電池からの放熱はある。このため、外気温が氷点下にあるときに停止時間が長期間に及ぶと、やがては燃料電池の温度も氷点下まで低下し、内部の水は凍結してしまう。   The prior art described in Patent Document 3 cannot be expected to be effective when the system is down for a long time. Even if it is covered with a heat insulating material layer, there is a slow release of heat from the fuel cell. For this reason, if the outside temperature is below the freezing point and the stop time is extended for a long period of time, the temperature of the fuel cell will eventually drop below the freezing point and the water inside will freeze.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、燃料電池内での水の凍結を防止して低温環境下においても速やかに起動できるようにした燃料電池システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a fuel cell system which can be quickly started even in a low temperature environment by preventing freezing of water in the fuel cell. With the goal.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、断熱構造を有する燃料電池と、
前記燃料電池のガス流路に外気を供給する外気供給手段と、
外気の温度或いは露点温度を測定する測定手段と、
前記燃料電池の発電停止後、前記測定手段の測定値が所定の基準値を下回ったときに、前記外気供給手段を作動させて前記ガス流路に外気を導入し、前記燃料電池の内部を乾燥させる制御手段と、
を備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a first invention provides a fuel cell having a heat insulating structure;
Outside air supply means for supplying outside air to the gas flow path of the fuel cell;
Measuring means for measuring the temperature of the outside air or the dew point;
After the power generation of the fuel cell is stopped, when the measured value of the measuring unit falls below a predetermined reference value, the outside air supply unit is operated to introduce outside air into the gas flow path, and the inside of the fuel cell is dried. Control means for causing
It is characterized by having.

第2の発明は、上記の第1の発明において、前記制御手段は、時刻、カレンダ情報、ナビゲーション情報、各地の気温・湿度等の統計情報の少なくとも二つの組み合わせから外気の露点温度の低下状況を予測し、予測される露点温度の低下状況に基づいて前記基準値を設定することを特徴としている。   In a second aspect based on the first aspect described above, the control means determines whether or not the dew point temperature of the outside air is reduced from at least two combinations of time, calendar information, navigation information, and statistical information such as temperature and humidity of each place. The reference value is set based on the predicted dew point temperature decrease state.

第1の発明において、燃料電池の発電停止後、外気温度の低下によって測定手段の測定値が基準値を下回ると、外気供給手段が作動して燃料電池のガス流路に外気が導入される。外気は温度低下に伴い露点温度が低下しているので、導入される外気が含有する水分量は極めて少ない。一方、燃料電池は断熱構造によって保温されているため、外気温度が低下した場合でも燃料電池の温度低下は抑制されている。このため、導入される外気と燃料電池との間には大きな温度差が生じるが、空気の熱容量は極めて低いため、燃料電池内に導入された途端、空気の温度は燃料電池の温度付近まで上昇する。温度上昇に伴って空気が含有できる水分量は上昇し、燃料電池内の水の蒸発が促されて燃料電池内の乾燥が進んでいく。このように、第1の発明によれば、少ないエネルギで燃料電池の内部を効率良く乾燥させることができる。   In the first invention, after the power generation of the fuel cell is stopped, when the measured value of the measuring means falls below the reference value due to a decrease in the outside air temperature, the outside air supplying means is activated and the outside air is introduced into the gas flow path of the fuel cell. Since the dew point temperature of the outside air decreases as the temperature decreases, the amount of water contained in the outside air introduced is extremely small. On the other hand, since the fuel cell is kept warm by the heat insulating structure, even when the outside air temperature decreases, the temperature decrease of the fuel cell is suppressed. For this reason, a large temperature difference occurs between the introduced outside air and the fuel cell. However, since the heat capacity of air is extremely low, the temperature of the air reaches the vicinity of the temperature of the fuel cell as soon as it is introduced into the fuel cell. To rise. As the temperature rises, the amount of water that can be contained in the air increases, the evaporation of the water in the fuel cell is promoted, and the drying in the fuel cell proceeds. Thus, according to the first invention, the inside of the fuel cell can be efficiently dried with less energy.

また、第2の発明によれば、各種情報から事前に予測した外気の露点温度の低下状況に基づいて乾燥処理の開始時期が決定されるので、より効率的に乾燥処理を実行することができる。   In addition, according to the second invention, since the start time of the drying process is determined based on the decrease in the dew point temperature of the outside air predicted in advance from various information, the drying process can be executed more efficiently. .

実施の形態1.
以下、図1乃至図3を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。
図1は、本発明の実施の形態1としての燃料電池システムの概略構成図である。本燃料電池システムは、例えば、電気自動車に搭載される車両用燃料電池システムとして構成することができる。
Embodiment 1 FIG.
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell system according to Embodiment 1 of the present invention. The fuel cell system can be configured as a vehicle fuel cell system mounted on an electric vehicle, for example.

電気自動車はモータを原動機として搭載しており、モータの駆動用電源として燃料電池2が搭載されている。燃料電池2は、単セルが複数枚積層されたスタックとして構成されている。単セルは、図示は省略するが、電解質膜の両側を触媒電極であるアノード及びカソードで挟まれ、さらにその両側を導電性のセパレータによって挟まれて構成されている。各単セルにおいて、アノードとセパレータとの間には水素を含む燃料ガスが流通するアノードガス流路が形成され、カソードとセパレータとの間には酸素を含む酸化ガスが流通するカソードガス流路が形成されている。また、隣接するセルのセパレータ間には、冷却剤としての冷却水が流通する冷却水流路が形成されている。   An electric vehicle has a motor as a prime mover, and a fuel cell 2 is mounted as a power source for driving the motor. The fuel cell 2 is configured as a stack in which a plurality of single cells are stacked. Although not shown, the single cell is configured such that both sides of the electrolyte membrane are sandwiched between an anode and a cathode as catalyst electrodes, and both sides are sandwiched between conductive separators. In each single cell, an anode gas flow path through which fuel gas containing hydrogen flows is formed between the anode and the separator, and a cathode gas flow path through which oxidizing gas containing oxygen flows between the cathode and the separator. Is formed. In addition, a cooling water passage through which cooling water as a coolant flows is formed between the separators of adjacent cells.

燃料電池2への酸化ガスの供給は、ガス供給管4を介して行われる。エア供給管4は燃料電池2のカソードガス流路の入口に接続され、エア供給管4の途中にはエアポンプ8が配置されている。エアポンプ8の作動によって空気(外気)がエア供給管4に取り込まれ、取り込まれた空気が酸化ガスとしてカソードガス流路に供給される。燃料電池2のカソードガス流路の出口にはエア排出管6が接続され、燃料電池2内を流通した空気は、エア排出管6から再び大気中に放出される。   Supply of the oxidizing gas to the fuel cell 2 is performed via the gas supply pipe 4. The air supply pipe 4 is connected to the inlet of the cathode gas flow path of the fuel cell 2, and an air pump 8 is disposed in the middle of the air supply pipe 4. Air (outside air) is taken into the air supply pipe 4 by the operation of the air pump 8, and the taken-in air is supplied as an oxidizing gas to the cathode gas flow path. An air discharge pipe 6 is connected to the outlet of the cathode gas flow path of the fuel cell 2, and the air flowing through the fuel cell 2 is released from the air discharge pipe 6 into the atmosphere again.

エアポンプ8の作動は燃料電池システム全体を統合制御する制御装置20によって制御されている。制御装置20には外気の露点温度を測定するための露点計22が接続されている。制御装置20は、後述するように、露点計22からの測定情報に基づいてエアポンプ8の作動を制御できるようになっている。   The operation of the air pump 8 is controlled by a control device 20 that integrally controls the entire fuel cell system. A dew point meter 22 for measuring the dew point temperature of the outside air is connected to the control device 20. The control device 20 can control the operation of the air pump 8 based on measurement information from the dew point meter 22 as will be described later.

本実施形態では、燃料電池2はその周囲を断熱材10によって覆われている。図2はシステム停止後の外気温度及び露点温度の変化と、燃料電池2の温度(燃料電池温度)の変化とを比較して示す図である。断熱材10によって覆われることで、外気温度が低下した場合でも燃料電池温度の低下は抑制され、システムの停止後ある程度の期間は、システム停止直後の高い温度に維持されている。しかし、外気温が氷点下になっている環境下でシステムの停止期間が長期間に及ぶと、やがては燃料電池温度も氷点下まで低下してしまう。このとき、燃料電池2の内部に残留している水が凍結してしまうと、システムの再起動時において燃料電池の発電が阻害され、起動性が悪化してしまうという問題が生じる。   In the present embodiment, the periphery of the fuel cell 2 is covered with the heat insulating material 10. FIG. 2 is a diagram showing a comparison between changes in the outside air temperature and dew point temperature after the system is stopped, and changes in the temperature of the fuel cell 2 (fuel cell temperature). By being covered with the heat insulating material 10, even when the outside air temperature decreases, the decrease in the fuel cell temperature is suppressed, and for a certain period after the system is stopped, it is maintained at a high temperature immediately after the system is stopped. However, if the system is stopped for a long time in an environment where the outside air temperature is below freezing point, the fuel cell temperature will eventually drop below freezing point. At this time, if the water remaining in the fuel cell 2 is frozen, there is a problem that the power generation of the fuel cell is hindered when the system is restarted and the startability is deteriorated.

上記問題に関し、本実施形態では、システム停止後にエアポンプ8を作動させて空気を導入することによって、燃料電池2の内部を乾燥させるようにしている。ただし、単に空気をそのまま導入しただけでは効率良く乾燥させることはできない。空気による乾燥を前提とする場合、少ない空気流量で効率良く乾燥するためには、空気温度を上げて蒸発可能な水の量を増やす方法と、空気の露点温度を下げて蒸発可能な水の量を増やす方法とが考えられる。しかし、前者の方法は、高温の熱源の必要性や電解質膜の耐久性等の問題から採用することが難しい。そこで、本実施形態では、後者の方法、つまり、露点温度を下げた空気を導入することによって燃料電池2の内部を乾燥させる方法を採った。以下、本実施形態において実行されるシステム停止時の凍結防止策について具体的に説明する。   With respect to the above problem, in the present embodiment, the air pump 8 is operated and air is introduced after the system is stopped to dry the inside of the fuel cell 2. However, it cannot be efficiently dried simply by introducing air as it is. When drying with air is premised, in order to dry efficiently with a small air flow rate, the amount of water that can be evaporated by increasing the air temperature and the amount of water that can be evaporated by lowering the dew point temperature of the air It is possible to increase the However, the former method is difficult to adopt due to problems such as the necessity of a high-temperature heat source and the durability of the electrolyte membrane. Therefore, in this embodiment, the latter method, that is, a method of drying the inside of the fuel cell 2 by introducing air with a lowered dew point temperature is adopted. Hereinafter, a freeze prevention measure at the time of system stop executed in the present embodiment will be specifically described.

燃料電池システムにおいて凍結防止策が必要となるのは、次回の起動が氷点下での起動となる場合である。このような環境下では、露点温度は気温よりも必ず低いことから、外気の露点温度は氷点下まで低下している。一方、図2に示すように、外気の露点温度が氷点下まで低下した場合でも、燃料電池温度は直ぐには低下せず外気の露点温度よりも高い温度に維持されている。本実施形態では、このように燃料電池温度と外気の露点温度との温度差が大きい状況においてエアポンプ8を作動させ、燃料電池2内に外気を導入する。空気の熱容量は極めて低いため、燃料電池2内に導入された途端、空気の温度は燃料電池2の温度付近まで上昇する。温度上昇に伴って空気が含有できる水分量は上昇するので、燃料電池2内の水の蒸発は促進される。これにより、少ない空気流量で燃料電池2の内部を効率良く乾燥させることが可能になり、エアポンプ8を作動させるためのエネルギ消費を抑制することができる。   A freeze prevention measure is required in the fuel cell system when the next start-up is below freezing. In such an environment, the dew point temperature is always lower than the air temperature, so the dew point temperature of the outside air has dropped to below freezing point. On the other hand, as shown in FIG. 2, even when the dew point temperature of the outside air drops below the freezing point, the fuel cell temperature does not drop immediately but is maintained at a temperature higher than the dew point temperature of the outside air. In the present embodiment, the air pump 8 is operated and the outside air is introduced into the fuel cell 2 in such a situation where the temperature difference between the fuel cell temperature and the dew point temperature of the outside air is large. Since the heat capacity of air is extremely low, the temperature of the air rises to near the temperature of the fuel cell 2 as soon as it is introduced into the fuel cell 2. As the temperature rises, the amount of water that the air can contain increases, so that the evaporation of water in the fuel cell 2 is promoted. As a result, the inside of the fuel cell 2 can be efficiently dried with a small air flow rate, and energy consumption for operating the air pump 8 can be suppressed.

図3は、本実施形態において制御装置20により実行される凍結防止制御のルーチンを示すフローチャートである。図3に示すように、最初のステップ100では燃料電池2の発電が停止したか否か判定される。システムの停止に伴って燃料電池2の発電が停止すると、以後はステップ102乃至106の処理が実施される。   FIG. 3 is a flowchart showing a freeze prevention control routine executed by the control device 20 in the present embodiment. As shown in FIG. 3, in the first step 100, it is determined whether or not the power generation of the fuel cell 2 is stopped. When the power generation of the fuel cell 2 is stopped with the stop of the system, the processing of steps 102 to 106 is performed thereafter.

ステップ102では、露点計22によって外気の露点温度が測定される。測定された外気の露点温度は、次のステップ104において所定の基準値と比較される。基準値は0℃よりも小さい温度に設定されている。比較の結果、露点温度が基準値を下回ったときには、エアポンプ8の作動による燃料電池2内の乾燥処理が実施される。エアポンプ8の作動により露点温度が低下した空気が燃料電池2内に導入され、燃料電池2内に残留する水の蒸発が促される。   In step 102, the dew point temperature of the outside air is measured by the dew point meter 22. The measured dew point temperature of the outside air is compared with a predetermined reference value in the next step 104. The reference value is set to a temperature lower than 0 ° C. As a result of the comparison, when the dew point temperature is lower than the reference value, the drying process in the fuel cell 2 by the operation of the air pump 8 is performed. Air whose dew point temperature is lowered by the operation of the air pump 8 is introduced into the fuel cell 2, and the evaporation of water remaining in the fuel cell 2 is promoted.

なお、ステップ104の判定で用いる基準値を低く設定するほど、燃料電池2内に導入される空気は露点温度の低いものとなる。露天温度が低いほど水分の含有量は少なくなるため、空気の導入による乾燥効果は大きくなる。しかし、その一方で、露点温度の低下状況によっては露点温度が基準値を容易には下回らないことも予想される。露点温度が基準値を下回るのに時間を要すると、そのうちに燃料電池2の温度が低下してしまい、空気導入時の乾燥効果が低下してしまうおそれがある。したがって、基準値は、燃料電池システムの使用環境における露点温度の変化の状況を考慮して設定するのが望ましい。   Note that the lower the reference value used in the determination in step 104, the lower the dew point temperature of the air introduced into the fuel cell 2. The lower the outdoor temperature, the lower the moisture content, and the greater the drying effect due to the introduction of air. However, on the other hand, it is expected that the dew point temperature does not easily fall below the reference value depending on the dew point temperature drop condition. If it takes time for the dew point temperature to fall below the reference value, the temperature of the fuel cell 2 will decrease over time, and the drying effect at the time of air introduction may decrease. Therefore, it is desirable to set the reference value in consideration of the state of change in the dew point temperature in the usage environment of the fuel cell system.

上記ルーチンが制御装置20により実行されることで、システム停止時に燃料電池2の内部で水が凍結してしまうことは防止され、低温環境下での速やかなシステムの起動が実現される。また、上記ルーチンによれば、燃料電池2の乾燥処理はシステム停止後に直ぐに実行されるのではなく、外気の露点温度が下がるまで待ってから実行される。したがって、システムの停止後に直ぐに再起動されるような場合、つまり、凍結のおそれがないような場合に、不要な乾燥処理が行われて無駄にエネルギが消費されることもない。   By executing the routine by the control device 20, it is possible to prevent water from freezing inside the fuel cell 2 when the system is stopped, and to quickly start the system in a low temperature environment. Further, according to the above routine, the drying process of the fuel cell 2 is not executed immediately after the system is stopped, but is executed after waiting until the dew point temperature of the outside air decreases. Therefore, when the system is restarted immediately after the system is stopped, that is, when there is no fear of freezing, unnecessary drying processing is performed and energy is not wasted.

実施の形態2.
次に、図4を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
本実施形態は、乾燥処理を実施するか否かの判定基準となる露点温度の基準値の設定方法に特徴がある。上述の実施の形態1では基準値を固定値としているが、本実施形態では以下に説明するように基準値を可変設定できるようにしている。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The present embodiment is characterized by a method for setting a reference value of dew point temperature, which is a criterion for determining whether or not to perform a drying process. In the first embodiment described above, the reference value is a fixed value, but in the present embodiment, the reference value can be variably set as described below.

図4には、地域による露点温度の変化の違いが例示されている。図4に示す例では、地域Aよりも地域Bの方がより低い温度まで露点温度が低下している。このような場合、地域Bでは、基準値を地域Aよりも低く設定することで、より露点温度が下がった空気を燃料電池2内に導入して乾燥処理を実施することが可能になる。逆に、地域Aでは、基準値を地域Bよりも高く設定することで、露点温度があまり下がらない場合でも確実に乾燥処理を実施することができる。   FIG. 4 illustrates the difference in dew point temperature change by region. In the example shown in FIG. 4, the dew point temperature is lowered to a lower temperature in the region B than in the region A. In such a case, in the region B, by setting the reference value lower than that in the region A, it is possible to introduce the air having a lower dew point temperature into the fuel cell 2 and perform the drying process. On the contrary, in the area A, by setting the reference value higher than that in the area B, the drying process can be surely performed even when the dew point temperature does not drop so much.

本実施形態では、図4に示すような地域毎の露点温度の低下状況を、時刻、カレンダ情報、ナビゲーション情報、各地の気温・湿度等の統計情報の組み合わせから予測するようになっている。例えば、ナビゲーション情報により現在地が地域Aであると判断されるときには、地域Aにおける気温・湿度等の統計情報をデータベースから読み出す。データベースは制御装置20が有していてもよく、インターネット等の情報通信手段によって外部のデータベースにアクセスするようにしてもよい。そして、現在の日時を統計情報に照らし合わせることで、今後期待できる外気の露点温度の低下状況、具体的には、露点温度の期待値(図4中の帯の中心値)とばらつき(図4中の帯の幅)を算出する。   In this embodiment, a dew point temperature decrease state for each region as shown in FIG. 4 is predicted from a combination of time, calendar information, navigation information, and statistical information such as temperature and humidity in each region. For example, when the navigation information determines that the current location is area A, statistical information such as temperature and humidity in area A is read from the database. The database may be included in the control device 20, and an external database may be accessed by information communication means such as the Internet. Then, by comparing the current date and time with the statistical information, it is possible to expect the future dew point temperature decrease, specifically, the expected value of dew point temperature (center value of the band in FIG. 4) and variation (FIG. 4). The width of the middle band) is calculated.

制御装置20は、算出した露点温度の期待値とばらつきに基づいて乾燥処理を実施するか否かの判定基準となる露点温度の基準値を設定する。例えば、図4に示すように、露点温度のばらつきの上限値を基準値として設定してもよい。このような方法により基準値を設定することで、より効率的に乾燥処理を実行することが可能になる。   The control device 20 sets a reference value for the dew point temperature that is a criterion for determining whether or not to perform the drying process based on the expected value and variation of the calculated dew point temperature. For example, as shown in FIG. 4, the upper limit value of the dew point temperature variation may be set as the reference value. By setting the reference value by such a method, the drying process can be executed more efficiently.

その他.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。
Others.
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the following modifications may be made.

上記実施の形態では、燃料電池2の全体を断熱材10で覆っているが、少なくとも、燃料電池2内の水が存在する部分を保温できればよい。例えば、燃料電池2の放熱が大きい部位に限定して断熱層を設けるようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the entire fuel cell 2 is covered with the heat insulating material 10, but it is sufficient that at least the portion of the fuel cell 2 where water is present can be kept warm. For example, the heat insulating layer may be provided limited to a portion where the heat radiation of the fuel cell 2 is large.

また、上記実施の形態では、露点計22によって外気の露点温度を測定しているが、温度計によって外気温度を測定し、外気温度に基づいて乾燥処理を実行するか否か判定してもよい。露点温度は外気温度よりも必ず低くなるので、外気温度が基準値(例えば氷点)を下回ったときに乾燥処理を実行する場合でも、燃料電池2の内部を効率良く乾燥させることができる。   In the above embodiment, the dew point temperature of the outside air is measured by the dew point meter 22, but the outside temperature may be measured by the thermometer and it may be determined whether or not to perform the drying process based on the outside air temperature. . Since the dew point temperature is always lower than the outside air temperature, the inside of the fuel cell 2 can be efficiently dried even when the drying process is executed when the outside air temperature falls below a reference value (for example, the freezing point).

また、上記実施の形態では、時刻、カレンダ情報、ナビゲーション情報、各地の気温・湿度等の統計情報を組み合わせて露点温度の低下状況を予測しているが、それら情報の全てを予測に用いなくてもよい。例えば、システムが使用される地域が固定されている場合には、時刻、カレンダ情報、その地域の気温・湿度等の統計情報から露点温度の低下状況を予測することができる。また、システムが使用される季節が決まっている場合には、ナビゲーション情報と各地の気温・湿度等の統計情報から露点温度の低下状況を予測することができる。   In the above embodiment, the time, calendar information, navigation information, and statistical information such as temperature / humidity of each place are combined to predict the dew point temperature drop state, but all of this information must be used for prediction. Also good. For example, when the area where the system is used is fixed, the dew point temperature can be predicted to be lowered from the time, calendar information, and statistical information such as the temperature and humidity of the area. In addition, when the season in which the system is used is determined, it is possible to predict a dew point temperature decrease state from navigation information and statistical information such as temperature and humidity of each place.

本発明の実施の形態1としての燃料電池システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the fuel cell system as Embodiment 1 of this invention. システム停止後の外気温度、露点温度、及び燃料電池温度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the external temperature after a system stop, dew point temperature, and fuel cell temperature. 本発明の実施の形態1において実行される凍結防止制御ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the freeze prevention control routine performed in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2における露点温度の基準値の設定方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the setting method of the reference value of the dew point temperature in Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2 燃料電池
4 エア供給管
6 エア排出管
8 エアポンプ
10 断熱材
20 制御装置
22 露点計
2 Fuel Cell 4 Air Supply Pipe 6 Air Discharge Pipe 8 Air Pump 10 Heat Insulating Material 20 Controller 22 Dew Point Meter

Claims (2)

断熱構造を有する燃料電池と、
前記燃料電池のガス流路に外気を供給する外気供給手段と、
外気の温度或いは露点温度を測定する測定手段と、
前記燃料電池の発電停止後、前記測定手段の測定値が所定の基準値を下回ったときに、前記外気供給手段を作動させて前記ガス流路に外気を導入し、前記燃料電池の内部を乾燥させる制御手段と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
A fuel cell having a heat insulating structure;
Outside air supply means for supplying outside air to the gas flow path of the fuel cell;
Measuring means for measuring the temperature of the outside air or the dew point;
After the power generation of the fuel cell is stopped, when the measured value of the measuring unit falls below a predetermined reference value, the outside air supply unit is operated to introduce outside air into the gas flow path, and the inside of the fuel cell is dried. Control means for causing
A fuel cell system comprising:
前記制御手段は、時刻、カレンダ情報、ナビゲーション情報、各地の気温・湿度等の統計情報の少なくとも二つの組み合わせから外気の露点温度の低下状況を予測し、予測される露点温度の低下状況に基づいて前記基準値を設定することを特徴とする請求項2記載の燃料電池システム。
The control means predicts a decrease in the dew point temperature of the outside air from a combination of at least two of statistical information such as time, calendar information, navigation information, and temperature / humidity of each location, and based on the predicted decrease in the dew point temperature. The fuel cell system according to claim 2, wherein the reference value is set.
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