JP2006185616A - Fuel cell system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は燃料電池システムに関するものであり、特に生成水を外部へ排出する方法に関するものである。 The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly to a method for discharging generated water to the outside.
従来燃料電池の発電時に生成される生成水を貯留する貯留部を有し、貯留部の水位が所定範囲内に収まるように排水を制御するものが、特許文献1に開示されている。
しかし、上記の発明では、車両の運転状態にかかわらず生成水を排出するので、従来の車両からの排水、例えばエアコンの使用による車両からの排水パターンと比較すると多くの量が一度に排出される可能性があり、運転者などに違和感を与える可能性があるといった問題点がある。 However, in the above invention, the generated water is discharged regardless of the driving state of the vehicle, so that a large amount of water is discharged at a time as compared with the drainage pattern from the conventional vehicle, for example, the drainage pattern from the vehicle by using an air conditioner. There is a possibility that the driver may feel uncomfortable.
本発明ではこのような問題点を解決するために発明されたもので、燃料電池システムの運転状態に応じて生成水貯留部の排水制御の周期や排水弁の閉じ時間を調整し、運転者などに違和感を与えずに生成水貯留部の水の一部を外部へ排出することを目的とする。 The present invention has been invented to solve such problems, and adjusts the drainage control cycle of the generated water storage section and the drain valve closing time according to the operating state of the fuel cell system, so that the driver, etc. It aims at discharging a part of the water of the generated water storage part to the outside without giving a sense of incongruity.
本発明では、車両に搭載され、燃料ガスと酸化剤ガスの電気化学反応によって発電を行う燃料電池と、燃料ガスまたは酸化剤ガスを加湿する加湿手段と、電気化学反応によって生成された生成水を貯留し、加湿手段に生成水を供給する生成水貯留部と、生成水貯留部の水を排出する排出弁と、を備えた燃料電池システムにおいて、燃料電池車両の運転状態に基づいて排出弁の開閉周期と開放時間を変化させる排出弁制御手段を備える。 In the present invention, a fuel cell that is mounted on a vehicle and generates power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas, a humidifying means for humidifying the fuel gas or the oxidant gas, and generated water generated by the electrochemical reaction A fuel cell system comprising: a generated water storage unit that stores and supplies generated water to a humidifying means; and a discharge valve that discharges water from the generated water storage unit. Discharge valve control means for changing the open / close cycle and open time is provided.
本発明によると、排水弁の一度の開放時に生成水貯留部から排出される水量と排水弁の開閉周期を制御することで、一定の時間内に排出される水量を一定にすることができ、運転者に違和感を与えずに生成水貯留部から水の一部を排出することができる。 According to the present invention, by controlling the amount of water discharged from the generated water storage portion and the opening and closing cycle of the drain valve when the drain valve is opened once, the amount of water discharged within a certain time can be made constant, A part of the water can be discharged from the generated water storage unit without causing the driver to feel uncomfortable.
本発明の第1実施形態の燃料電池システム概略構成を図1を用いて説明する。この実施形態は、アノード2とカソード3からなる燃料電池1と、アノード2に水素(燃料ガス)を供給する水素ボンベ4と、カソード3に空気(酸化剤ガス)を供給するコンプレッサ5と、カソード3に供給する空気を加湿する加湿器(加湿手段)6と、加湿器6で空気を加湿する水の蓄える水タンク(生成水貯留部)7を備える。
A schematic configuration of a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, a
アノード2には水素ボンベ4から水素供給路20を介して水素が供給され、燃料電池1で使用されなかった水素は水素排出路21を介してアノード2の外部へ排出される。水素排出路21にはアノード2の圧力を調整する圧力調整弁9を備える。なお、燃料電池1から排出された水素を再び燃料電池1に供給してもよい。
Hydrogen is supplied to the
カソード3にはコンプレッサ5から加湿器6によって加湿された空気が空気供給路22を介して供給され、燃料電池1で使用されなかった酸素を含んだ空気は空気排出路23を介して外部へ排出される。空気排出路23にはカソード3の圧力を調整する圧力調整弁10を備える。なお、この実施形態では加湿器6によって空気を加湿するが、アノード2に供給する水素を加湿してもよい。
Air that has been humidified by the
水タンク7は生成水回収路24と接続しており、燃料電池1で生成された水が水タンク7に回収、貯留される。水タンク7に貯留した水は水ポンプ11によって加湿水供給路25によって加湿器6に供給され、加湿器6によってカソード3に供給する空気を加湿する。また、水タンク7は水タンク7内の水を排出する水排出路26が接続しており、水排出路26には排水弁12を備える。
The
また、ワイパーのスイッチ信号などからワイパーが作動しているかどうかを検出するワイパー作動センサ27と、車両の対気速度を検出する対気速度検出センサ(対気速度検出手段)28と、燃料電池1の運転圧力を検出する運転圧力検出センサ(運転圧力検出手段)29と、燃料電池1の運転温度を検出する運転温度検出センサ(運転温度検出手段)30と、燃料電池1の発電電流を検出する発電電流検出センサ(発電電流検出手段)31を備える。
Further, a
また、ワイパー作動センサ27、対気速度検出センサ28、運転圧力検出センサ29、運転温度検出センサ30から排水弁12を制御するコントローラ(排水弁制御手段)50を備える。
A
次にコントローラ50による排水弁12の制御動作について図2のフローチャートを用いて説明する。
Next, the control operation of the
ステップS100では、発電電流検出センサ31から燃料電池1の発電電流を検出する。また、運転圧力検出センサ29から燃料電池1の運転圧力、運転温度検出センサ30から燃料電池1の運転温度を検出する。燃料電池1の発電反応による生成水量は燃料電池1の発電反応量によって決まるので、燃料電池1の発電電流を検出することで生成水量を検出することができる。また、生成水はその一部が凝縮し液体となり生成水回収路24から水タンク7に回収され、残りの生成水は気体として燃料電池1の外部に排出される。凝縮する生成水量は、燃料電池1の運転圧力と運転温度によって変化する。そのため、燃料電池1の発電電流、運転圧力、運転温度から予め設定したマップなどによって、水タンク7に回収される生成水量を推定し、生成水貯留速度v2を算出する(ステップS100が貯留速度推定手段を構成する)。
In step S100, the generated current of the
ステップS101では、ステップS100で算出した生成水貯留速度v2に応じた開閉周期T2を、生成水貯留速度が遅い場合、ここでは燃料電池1の発電電流、運転圧力が最も小さく、かつ燃料電池1の運転温度が最も高い状態の基本生成水貯留速度v1と排水弁12の開閉周期T1から、
T2=(v1/v2)×T1 式(1)
によって算出する。なお、開閉周期T1(所定時間)は予め設定された開閉周期T1であり、この場合の排水弁12に開放時間をt1とする。
In step S101, when the generated water storage speed is slow, the open / close cycle T2 corresponding to the generated water storage speed v2 calculated in step S100 is the lowest. Here, the power generation current and the operating pressure of the
T2 = (v1 / v2) × T1 Formula (1)
Calculated by The opening / closing cycle T1 (predetermined time) is a preset opening / closing cycle T1, and the opening time of the
これによって燃料電池1の生成水貯留速度に応じて排水弁12の開閉周期を変更することができ、水タンク7内の水位を適切な水位に保つことができ、水タンク7の水位が上限水位を超えないようにすることができる。生成水貯留速度が大きくなると開閉周期は短くなる。なお、排水弁12の開閉周期T2に応じた開放時間をt2とする(この開放時間t2と開閉周期を排水パターン1とする)。ここでは開閉周期は燃料電池1の生成水貯留速度によって変更されるが、開放時間は変更されないために開放時間t2と開放時間t1は同一時間である。
Accordingly, the open / close cycle of the
ステップS102では、ワイパー作動センサ27によってワイパーが作動してるかどうか判断する。ワイパーが作動していない場合には雨天時の走行ではないと判断し、ステップS103へ進む。ワイパーが作動していない場合には、ステップS101で設定した開閉周期T2、開放時間t2で排水弁12を制御する。雨天時には運転者などに違和感を与えることなく水タンク7内の水を排出することができるので、ステップS103へ進まずに排水弁12の開閉周期、開放時間を設定する。なお、ワイパー作動センサ27ではなく、雨滴センサなどによって雨天時の走行かどうか判断しても良い(ステップS102が天候判定手段を構成する)。
In step S102, the
ステップS103では、対気速度がゼロの時の排水パターン1である排水弁12の開閉周期T2と開放時間t2を読み出す。そして対気速度検出センサ28によって車両の対気速度Vを検出し、対気速度に応じて予め設定したマップなどにより、現在の対気速度Vに応じた排水弁12の開放時間t3を読み出す。なお、開放時間t3は対気速度がゼロの場合には開放時間t2となり、対気速度がゼロではない場合にはマップから算出された値となる。更に所定時間時間の間に排水弁12から排出される排水量が対気速度にかかわらず一定となるように排水弁12の開放周期T3を開放時間t2、t3、開閉周期T2から、
T3=(t3/t2)×T2
=(t3/t2)×(v1/v2)×T1 式(2)
によって算出し、排水パターン2(開閉周期T3、開放時間t3)を設定する。なお、開放時間t3は対気速度Vが大きくなる程短くなる。すなわち開放周期T3も対気速度Vが大きくなる程短くなる。
In step S103, the open / close cycle T2 and the open time t2 of the
T3 = (t3 / t2) × T2
= (T3 / t2) × (v1 / v2) × T1 Formula (2)
The drainage pattern 2 (opening / closing cycle T3, opening time t3) is set. The opening time t3 becomes shorter as the airspeed V increases. That is, the opening period T3 is also shortened as the airspeed V increases.
以上の制御によって車両の対気速度に応じて排水弁12の開放時間t3と開放周期T3を算出することができ、水タンク7内の水位を適切な水位に保ち、かつ所定時間内で排水弁12から排出される排水量を一定量とすることができる。
With the above control, the opening time t3 and the opening cycle T3 of the
ここで、対気速度による排水パターン1から排水パターン2への変更の一例について図3を用いて説明する。(a)は排水パターン1の排水弁12の開閉動作であり、(b)は開放時間t3とした場合の排水弁12の開閉動作であり、(c)は排水パターン2とした場合の排水弁12の開閉動作である。ここでは開放時間t3を開放時間t2の1/2とする。
Here, an example of the change from the
排水パターン1の場合には排水弁12の開閉周期はT2(s1〜s5)であり、開放時間はt2(s1〜s3)となっている。そして対気速度Vに応じた開放時間t3(s1〜s2)を読み出す。さらに式(2)によって開閉周期T3(s1〜s3)を算出し、開閉周期を開放時間t3に応じて、つまり対気速度Vに応じて短くする。排水弁12から排出される排水量を図3において斜線部で示すが、排水パターン1と排水パターン2において、時間s5までの一定の時間(所定時間)内で排水弁12から排水される排水量が一定量(所定量)となる。
In the case of the
なお、この実施形態では対気速度を検出したが、対気速度の代わりに通常では車両に設けられている車速検出センサから検出する車速を用いてもよい。これによって対気速度検出センサ28を用いずに排水パターン2を算出することができる。
In this embodiment, the air speed is detected. However, the vehicle speed detected from a vehicle speed detection sensor normally provided in the vehicle may be used instead of the air speed. Accordingly, the
また、この実施形態では水タンク7への生成水貯留速度を燃料電池1の運転状態によって算出したが、図4に示すように水タンク7に水位センサ(水位検出手段)32を設け、水位センサ32によって検出された水位の変化によって排水弁12の排水パターン1(開閉周期T2)を設定しても良い。これによって、水位の変化、つまり生成水貯留速度を正確に検出することができる。
Further, in this embodiment, the generated water storage speed in the
本発明の第1実施形態の効果について説明する。 The effect of 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
この実施形態では燃料電池1の運転状態(燃料電池1の発電電流、運転圧力、運転温度)に応じて水タンク7の排水弁12の排水パターン1(開閉周期T2)を算出し、かつ車両の対気速度に応じて排水パターン2(開閉周期T3、開放時間t3)を算出し、排水弁12の開閉周期と開放時間を制御する。これによって、対気速度に応じて排水弁12の一回の開放時に排出される排出水量(開放時間)と開閉周期を変更するが、所定時間内に排水弁12から排出される排出水量を一定にすることができる。そのため、運転者などに違和感を与えずに排水弁12から水タンク7内の水の一部を外部へ排出することができき、更に水タンク7の水位を適切な水位に保つことができる。
In this embodiment, the drainage pattern 1 (opening / closing cycle T2) of the
燃料電池1によって生成される生成水貯留速度が大きくなると、排水弁12の開閉周期を短くすることで、水タンク7の水位を適切な水位に保ち、上限水位を超えないようにすることができる。
When the generated water storage speed generated by the
対気速度が大きくなると排出水量を少なくすることで、例えば高速走行中に一度に大量の水を排出することがなく、運転者などに違和感を与えることを防ぐことができる。また例えば排水弁12の開放時間が短くなった場合に、排水弁12の開閉周期を短くし、開放時間に応じて開閉周期を設定するので、所定の時間あたりに水タンク7から排出される排出水量を一定に保つことができる。
By reducing the amount of discharged water when the airspeed increases, it is possible to prevent a driver from feeling uncomfortable without discharging a large amount of water at a time during high-speed driving, for example. Further, for example, when the opening time of the
雨天の走行時には、対気速度に応じて排水弁12の開閉周期と開放時間を変更(短く)せずに生成水貯留速度に応じて開閉周期を変更する。雨天時には運転者に違和感を与えることなく水タンク7から排出することができるので、水タンク7の水位を適切な水位に保ち、排水弁12の開閉回数を減らすことができ、排水弁12の劣化を抑制することができる。
When running in rainy weather, the opening / closing cycle is changed according to the generated water storage speed without changing (shortening) the opening / closing cycle and opening time of the
次に本発明の第2実形態の燃料電池システム概略構成を図5を用いて説明する。この実施形態は第1実施形態の対気速度検出センサ28の代わりに水タンク7内の圧力を検出する圧力センサ(生成水貯留部圧力検出手段)33と、排水弁12の下流に位置する水排出路26に排水弁出口の圧力を検出する圧力センサ(排水弁出口圧力検出手段)34を設ける。この構成によって排水弁12の開閉周期と開放時間を設定する。その他の構成については第1実施形態と同じ構成なので、ここでの説明は省略する。
Next, the schematic configuration of the fuel cell system according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, instead of the air
次にコントローラ50による排水弁12の制御動作について図6のフローチャートを用いて説明する。
Next, the control operation of the
ステップS200からステップS202の制御については第1実施形態のステップS100からS102と同じ制御なので、ここでの説明は省略する。 Since the control from step S200 to step S202 is the same as the control from step S100 to S102 of the first embodiment, a description thereof is omitted here.
ステップS203では、水タンク7内の圧力と排水弁出口の圧力との差圧が最小の時の排水パターン3である排水弁12の開閉周期T2と開放時間t2を読み出す。そして圧力センサ33と圧力センサ34によって水タンク7内の圧力と排水弁出口の圧力を検出し、その差圧dPを算出する。
In step S203, the opening / closing cycle T2 and the opening time t2 of the
燃料電池1の圧力は燃料電池1の運転状態に基づいて圧力調整弁10を調整することで制御されている。燃料電池1と水タンク7は生成水回収路24を介して連通しているので、水タンク7内の圧力は燃料電池1の圧力、つまり燃料電池1の運転状態によって変化する。また、水排出路26は外部と連通しており、排水弁出口の圧力は水排出路26の外部の大気の状態によって、つまり外部の大気圧と車両の車速などによって変化する。そのため水タンク7から排出される排水量は水タンク7内の圧力と水排出路26の外部の圧力によって変化する。
The pressure of the
ステップS203では予め設定されたマップなどにより、差圧dPに応じた排水弁12の開放時間t4を読み出す。更に所定時間の間に排水弁12から排出される排水量が対気速度にかかわらず一定となるように排水弁12の開放周期T4を開放時間t2、t4、開閉周期T2から、
T4=(t4/t2)×T2
=(t4/t2)×(v1/v2)×T1 式(3)
によって算出し、排水パターン3(開閉周期T4、開放時間t4)を設定する。なお、開放時間t4は差圧dPが大きくなる程短くなる。
In step S203, the opening time t4 of the
T4 = (t4 / t2) × T2
= (T4 / t2) × (v1 / v2) × T1 Formula (3)
The drainage pattern 3 (opening / closing cycle T4, opening time t4) is set. The opening time t4 becomes shorter as the differential pressure dP increases.
ここで、差圧dPによる排水パターン1から排水パターン3への変更の一例について図7を用いて説明する。(a)は排水パターン1の排水弁12の開閉動作であり、(b)は開放時間t4とした場合の排水弁12の開閉動作であり、(c)は排水パターン3とした場合の排水弁12の開閉動作である。ここでは開放時間t4が開放時間t2の1/2とする。
Here, an example of the change from the
差圧dPが最小の場合には排水弁12の開閉周期はT2(s1〜s5)であり、開放時間はt4(s1〜s3)となっている。そして差圧dPに応じた開放時間t4(s1〜s2)を読み出す。さらに式(3)によって開閉周期T4(s1〜s3)を算出し、開閉周期を開放時間t4、つまり差圧dPに応じて短くする。排水弁12から排出される排水量を図7において斜線部で示すが、排水パターン1と排水パターン3において、時間s5までの一定の時間内で排水弁12から排水される排水量が一定量となる。
When the differential pressure dP is minimum, the opening / closing cycle of the
以上の制御によって水タンク7内の圧力と排水弁出口の圧力の差圧dPに応じて排水弁12の開放時間t4と開放周期T4を算出することができ、水タンク7内の水位を適切な水位に保ち、かつ所定時間内で排水弁12から排出される排水量を一定量とすることができる。
With the above control, the opening time t4 and the opening cycle T4 of the
なお、この実施形態では水タンク7内の圧力を圧力センサ33によって検出したが運転圧力検出センサ29によって検出する圧力に基づいて差圧dPを検出してもよい。この場合、運転圧力検出センサ29から検出する圧力から予め設定したマップなどによって水タンク7内の圧力を算出する。これによって水タンク7内に圧力センサ33を設けずに、差圧dPを算出することができる。
In this embodiment, the pressure in the
本発明の第2実施形態の効果について説明する。 The effect of 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.
この実施形態でも、第1実施形態と同様に燃料電池1の運転状態に応じて排水弁12から排出される排出水量を制御することができ、かつ水タンク7内の水位を適切な水位に保つことができる。
Also in this embodiment, the amount of discharged water discharged from the
次に本発明の第3実形態の燃料電池システム概略構成を図8を用いて説明する。この実施形態は第1実施形態の対気速度検出センサ28に加え、水タンク7内の圧力を検出する圧力センサ33と、排水弁12の下流に位置する水排出路26に排水弁出口の圧力を検出する圧力センサ34を設ける。この構成によって排水弁12の開閉周期と開放時間を設定する。その他の構成については第1実施形態と同じ構成なので、ここでの説明は省略する。
Next, the schematic configuration of the fuel cell system according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, in addition to the air
次にコントローラ50による排水弁12の制御動作について図9のフローチャートを用いて説明する。
Next, the control operation of the
ステップS300からステップS303の制御については第1実施形態のステップS100からS103と同じ制御なので、ここでの説明は省略する。 Since the control from step S300 to step S303 is the same as that from step S100 to S103 of the first embodiment, a description thereof is omitted here.
ステップS304では、水タンク7内の圧力と排水弁出口の圧力との差圧が最小の時の排水パターン3である排水弁12の開閉周期T3と開放時間t3を読み出す。そして圧力センサ33と圧力センサ34によって水タンク7内の圧力と排水弁出口の圧力を検出し、その差圧dPを算出する。
In step S304, the opening / closing period T3 and the opening time t3 of the
燃料電池1の圧力は燃料電池1の運転状態に応じて圧力調整弁10によって制御されている。燃料電池1と水タンク7は生成水回収路24を介して連通しているので、水タンク7内の圧力は燃料電池1の圧力、つまり燃料電池1の運転状態によって変化する。また、水排出路26は外部と連通しており、排水弁出口の圧力は水排出路26の外部の大気の状態によって、つまり外部の大気圧と車両の車速などによって変化する。そのため水タンク7から排出される排水量は水タンク7内の圧力と水排出路26の外部の圧力によって変化する。
The pressure of the
ステップS304では、予め設定されたマップなどにより、差圧dPに応じた排水弁12の開放時間t5を読み出す。そして、ステップS303で算出した開放時間t4から、排水弁12の開放時間t6を、
t6=(t5/t2)×t4 式(4)
によって、算出する。更に所定時間の間に排水弁12から排出される排水量が対気速度にかかわらず一定となるように排水弁12の開放周期T6を開放時間t4、t6、開閉周期T4から、
T6=(t5/t4)×T4
=(t6/t4)×(t4/t2)×(v1/v2)×T1 式(5)
によって算出し、排水パターン4(開閉周期T6、開放時間t6)を設定する。なお、開放時間t6は差圧dPが大きくなる程短くなる。
In step S304, the opening time t5 of the
t6 = (t5 / t2) × t4 Formula (4)
To calculate. Further, the opening period T6 of the
T6 = (t5 / t4) × T4
= (T6 / t4) x (t4 / t2) x (v1 / v2) x T1 Equation (5)
The drainage pattern 4 (opening / closing cycle T6, opening time t6) is set. The opening time t6 becomes shorter as the differential pressure dP increases.
ここで、排水パターン1から排水パターン4への変更の一例について図10を用いて説明する。(a)は排水パターン1の排水弁12の開閉動作であり、(b)は排水パターン2の排水弁12の開閉動作であり、(c)は排水パターン3の排水弁12の開閉動作である。ここでは開放時間t4が開放時間t2の1/2となり、さらに開放時間t6がt4の1/2となったとする。
Here, an example of the change from the
排水パターン1の場合には排水弁12の開閉周期はT2(s1〜s9)であり、開放時間はt2(s1〜s5)となっている。そして対気速度Vに応じて排水パターンを排水パターン2に変更すると、排水弁12の開閉周期はT4(s1〜s5)となり、開放時間はt4(s1〜3)となる。さらに差圧dPに応じて排水パターンを排水パターン4に変更すると、排水弁12の開閉周期はT6(s1〜s3)となり、開放時間はt6(s1〜s2)となる。排水弁12から排出される排水量を図10において斜線部で示すが、排水パターン1と排水パターン3と排水パターン4において、時間s9までの一定の時間内で排水弁12から排水される排水量が一定量となる。
In the case of the
以上の制御によって車両の対気速度Vと水タンク7内の圧力と排水弁12の出口圧力の差圧dPに応じて排水弁12の開放時間t6と開放周期T6を算出することができ、水タンク7内の水位を適切な水位に保ち、かつ所定時間内で排水弁12から排出される排水量を一定量とすることができる。
By the above control, the opening time t6 and the opening cycle T6 of the
本発明の第3実施形態の効果について説明する。 The effect of the third embodiment of the present invention will be described.
この実施形態でも、第1実施形態と同様に燃料電池1の運転状態に応じて排水弁12から排出される排出水量を制御することができ、かつ水タンク7内の水位を適切な水位に保つことができる。
Also in this embodiment, the amount of discharged water discharged from the
排水弁12の開閉周期と開放時間を車両の対気速度Vと水タンク7内の圧力と排水弁12の出口圧力の差圧dPによって設定するので、排水弁12から一度に排出される排出水量を更に正確に制御することができる。
Since the opening / closing period and opening time of the
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and improvements that can be made within the scope of the technical idea.
燃料電池を搭載した車両に利用することができる。 It can be used for a vehicle equipped with a fuel cell.
1 燃料電池
6 加湿器(加湿手段)
7 水タンク(生成水貯留部)
12 排水弁
27 ワイパー作動センサ
28 対気速度検出センサ(対気速度検出手段)
29 運転圧力検出センサ(運転圧力検出手段)
30 運転温度検出センサ(運転温度検出手段)
31 発電電流検出センサ(発電電流検出手段)
32 水位センサ(水位検出手段)
33 圧力センサ(生成水貯留部圧力検出手段)
34 圧力センサ(排水弁出口圧力検出手段)
50 コントローラ(排水弁制御手段)
1
7 Water tank (product water storage part)
12
29 Operating pressure detection sensor (Operating pressure detection means)
30 Operating temperature detection sensor (Operating temperature detection means)
31 Generated current detection sensor (generated current detection means)
32 Water level sensor (water level detection means)
33 Pressure sensor (product water storage part pressure detection means)
34 Pressure sensor (Drain valve outlet pressure detection means)
50 Controller (Drain valve control means)
Claims (11)
前記燃料ガスまたは前記酸化剤ガスを加湿する加湿手段と、
前記電気化学反応によって生成された生成水を貯留し、前記加湿手段に前記生成水を供給する生成水貯留部と、
前記生成水貯留部の水を排出する排出弁と、を備えた燃料電池システムにおいて、
燃料電池車両の運転状態に基づいて前記排出弁の開閉周期と開放時間を変化させる排出弁制御手段を備えることを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell mounted on a vehicle and generating power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas;
Humidifying means for humidifying the fuel gas or the oxidant gas;
A generated water storage section for storing the generated water generated by the electrochemical reaction and supplying the generated water to the humidifying means;
In a fuel cell system comprising a discharge valve for discharging water from the generated water storage unit,
A fuel cell system comprising: a discharge valve control means for changing an opening / closing cycle and an opening time of the discharge valve based on an operating state of the fuel cell vehicle.
前記排出弁制御手段は、前記対気速度が大きい程、前記開閉周期と前記開放時間を短くすることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池システム。 An air speed detecting means for detecting the air speed of the vehicle,
3. The fuel cell system according to claim 1, wherein the discharge valve control unit shortens the opening / closing cycle and the opening time as the airspeed increases. 4.
前記排出弁制御手段は、前記車速が大きい程、前記開閉周期と前記開放時間を短くすることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池システム。 Vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed of the vehicle,
The fuel cell system according to claim 1 or 2, wherein the discharge valve control means shortens the opening / closing cycle and the opening time as the vehicle speed increases.
前記排水弁の出口の圧力を検出する排水弁出口圧力検出手段と、を備え、
前記排出弁制御手段は、前記生成水貯留部の圧力と前記排水弁の出口の圧力との圧力差が大きい程、前記開閉周期と前記開放時間を短くすることを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の燃料電池システム。 A generated water storage section pressure detection means for detecting the pressure of the generated water storage section;
A drain valve outlet pressure detecting means for detecting the pressure of the outlet of the drain valve,
The said discharge valve control means shortens the said opening-and-closing period and the said open time, so that the pressure difference of the pressure of the said produced | generated water storage part and the pressure of the outlet of the said drain valve is large. The fuel cell system according to any one of the above.
前記生成水貯留部圧力検出手段は、前記生成水貯留部の圧力を前記運転圧力に基づいて推定することを特徴とする請求項5に記載の燃料電池システム。 Comprising an operating pressure detecting means for detecting an operating pressure inside the fuel cell;
The fuel cell system according to claim 5, wherein the generated water storage unit pressure detection unit estimates the pressure of the generated water storage unit based on the operating pressure.
前記天候が雨天の場合には前記開閉周期と前記開放時間を短くしないことを特徴とする請求項2から6に記載の燃料電池システム。 Equipped with weather judgment means to judge whether the weather is rainy or not,
7. The fuel cell system according to claim 2, wherein the opening / closing cycle and the opening time are not shortened when the weather is rainy.
前記排出弁制御手段は、前記貯留速度が速くなる程、前記開閉周期を短くすることを特徴とする請求項1から8のいずれか一つに記載の燃料電池システム。 A storage speed estimating means for estimating a storage speed of the generated water stored in the generated water storage section;
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 8, wherein the discharge valve control means shortens the opening and closing cycle as the storage speed increases.
前記燃料電池の発電電流を検出する発電電流検出手段と、
前記燃料電池の内部の運転圧力を検出する運転圧力検出手段と、
前記燃料電池の運転温度を検出する運転温度検出手段と、を備え、
前記貯留速度を前記発電電流と前記運転圧力と前記運転温度から推定することを特徴とする請求項9に記載の燃料電池システム。 The storage speed estimation means includes
Generated current detection means for detecting the generated current of the fuel cell;
An operating pressure detecting means for detecting an operating pressure inside the fuel cell;
An operating temperature detecting means for detecting an operating temperature of the fuel cell,
The fuel cell system according to claim 9, wherein the storage speed is estimated from the generated current, the operating pressure, and the operating temperature.
前記生成水貯留部の水位を検出する水位検出手段を備え、
前記貯留速度は前記水位の増加率から推定することを特徴とする請求項9に記載の燃料電池システム。 The storage speed estimation means includes
Comprising water level detection means for detecting the water level of the generated water reservoir,
The fuel cell system according to claim 9, wherein the storage speed is estimated from an increase rate of the water level.
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