JP2006318808A - Fuel cell system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池スタックを有する燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system having a fuel cell stack.
従来より、アノード及びカソードにそれぞれ燃料ガス及び酸化剤ガスの供給を受けて発電する燃料電池を複数積層することにより構成された燃料電池スタックを有する燃料電池システムが知られている(例えば特許文献1を参照)。
しかしながら、従来の燃料電池システムは、燃料電池スタックを構成する複数の燃料電池の中から選択的に電力を取り出すのではなく、燃料電池スタック全体から電力を取り出す構成になっているために、十分な反応ガス流量が供給されていない燃料電池からも電力を取り出してしまうことにより、燃料電池が劣化する可能性がある。 However, the conventional fuel cell system is configured to extract power from the entire fuel cell stack rather than selectively extracting power from the plurality of fuel cells constituting the fuel cell stack. There is a possibility that the fuel cell is deteriorated by taking out electric power from the fuel cell to which the reaction gas flow rate is not supplied.
また、燃料電池スタックの出力電圧より低い電圧で作動する低電圧負荷に電力を供給する場合、高電圧出力を低電圧負荷に合わせた低電圧出力に変圧するためのDC/DCコンバータ等の変圧装置が必要となるために、変圧装置の分だけシステムを小型にすることが困難となり、また変圧装置を作動させるためにシステム全体の効率が低下する。 Also, when supplying power to a low voltage load that operates at a voltage lower than the output voltage of the fuel cell stack, a transformer such as a DC / DC converter for transforming the high voltage output into a low voltage output that matches the low voltage load Therefore, it is difficult to reduce the size of the system by the amount of the transformer, and the efficiency of the entire system is lowered because the transformer is operated.
なお、このような問題を解決するために、上記特許文献1に開示されているように、燃料電池の発電電力を蓄電する電気2重層キャパシタ・セル(以下、キャパシタ・セルと略記)を燃料電池毎に設け、低電圧負荷が必要とする電圧に合わせて低電圧負荷に接続するキャパシタ・セル数を設定し、キャパシタ・セルから低電圧負荷に電力を供給するシステムが考えられている。 In order to solve such a problem, as disclosed in Patent Document 1, an electric double layer capacitor cell (hereinafter abbreviated as a capacitor cell) that stores power generated by the fuel cell is used as a fuel cell. A system is considered in which the number of capacitor cells connected to the low voltage load is set according to the voltage required by the low voltage load and power is supplied from the capacitor cell to the low voltage load.
しかしながら、このようなシステムでは、キャパシタ・セルの電圧が低電圧負荷の許容電圧の上限値まで高まっている場合、燃料電池は、対応するキャパシタ・セルに電力を供給することができず、キャパシタ・セルの電圧が許容電圧の上限値以下に低下した状態においてのみキャパシタ・セルに電力を供給することができる。このため、上記のようなシステムによれば、低電圧負荷に供給される電力の電圧が常に変動し、この結果、低電圧負荷側ではセンサの検知誤差や出力変動等の問題が発生する。 However, in such a system, if the voltage of the capacitor cell is increased to the upper limit of the allowable voltage of the low voltage load, the fuel cell cannot supply power to the corresponding capacitor cell. Power can be supplied to the capacitor cell only when the voltage of the cell has dropped below the upper limit of the allowable voltage. For this reason, according to the system as described above, the voltage of the electric power supplied to the low voltage load constantly fluctuates, and as a result, problems such as sensor detection errors and output fluctuations occur on the low voltage load side.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、低電圧負荷への供給電圧を変動させることなく小型化及び高効率化を実現することが可能な燃料電池システムを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is a fuel cell system capable of realizing miniaturization and high efficiency without changing the supply voltage to the low voltage load. Is to provide.
上述の課題を解決するために、本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池スタックの両端部を挟持する一対の端部集電板と、燃料電池スタックに間挿された複数の追加集電板とを備え、複数の追加集電板により挟持された燃料電池の発電電力を利用して作動する第1の負荷は、端部集電板により挟持された燃料電池の発電電力を利用して作動する第2の負荷よりも低電圧で作動する。 In order to solve the above-described problems, a fuel cell system according to the present invention includes a pair of end current collector plates that sandwich both ends of a fuel cell stack, and a plurality of additional current collector plates interposed between the fuel cell stacks. The first load that operates using the power generated by the fuel cell sandwiched by the plurality of additional current collector plates operates using the power generated by the fuel cell sandwiched by the end current collector plates Operating at a lower voltage than the second load.
本発明に係る燃料電池システムによれば、燃料電池から低電圧負荷に直接低電圧電力を供給することができるので、変圧装置を用いる必要がなくなり、システムの小型化及び高効率化を実現することができる。また、本発明に係る燃料電池システムによれば、燃料電池から低電圧負荷に直接低電圧電力を供給するために、低電圧負荷に供給される電力の電圧は燃料電池の出力電流に応じて変動することになるが、低電圧負荷が一定電圧を必要とする場合には、燃料電池の出力電流を安定させることにより、低電圧負荷への供給電圧を安定させることができる。 According to the fuel cell system of the present invention, low voltage power can be directly supplied from the fuel cell to the low voltage load, so that it is not necessary to use a transformer, and the system can be reduced in size and increased in efficiency. Can do. According to the fuel cell system of the present invention, since the low voltage power is directly supplied from the fuel cell to the low voltage load, the voltage of the power supplied to the low voltage load varies depending on the output current of the fuel cell. However, when the low voltage load requires a constant voltage, the supply voltage to the low voltage load can be stabilized by stabilizing the output current of the fuel cell.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる燃料電池システムの構成及びその動作について説明する。 Hereinafter, the configuration and operation of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
〔燃料電池システムの構成〕
本発明の第1の実施形態となる燃料電池システムは、図1(a)に示すように、アノード及びカソードにそれぞれ燃料ガス及び酸化剤ガスとしての水素及び空気の供給を受けて発電する燃料電池1が複数積層された燃料電池スタック2を備える。なお、アノード及びカソードにおける電気化学反応及び燃料電池スタック2全体としての電気化学反応は以下に示す式(1)〜(3)による。
[Configuration of fuel cell system]
As shown in FIG. 1A, a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention is a fuel cell that generates electricity by receiving supply of hydrogen and air as fuel gas and oxidant gas to an anode and a cathode, respectively. 1 includes a
〔アノード〕 H2 → 2H+ +2e- …(1)
〔カソード〕 1/2 O2 +2H+ +2e- → H2O …(2)
〔全体〕 H2 +1/2 O2 → H2O …(3)
燃料電池スタック1は、図1(a)に示すように、低電圧側の集電板3aと高電圧側の集電板3bにより挟持され、集電板3a,3b間から取り出される電圧(Vs×N:Vsは燃料電池1の出力電圧(以下、セル電圧と表記),Nは燃料電池1の積層数を示す)は負荷V1に供給される。また、燃料電池スタック2には集電板4が間挿されており、集電板3aと集電板4間から取り出される電圧は負荷V2に供給される。
[Anode] H 2 → 2H + + 2e − (1)
[Cathode] 1/2 O 2 + 2H + + 2e − → H 2 O (2)
[Overall] H 2 +1/2 O 2 → H 2 O (3)
As shown in FIG. 1A, the fuel cell stack 1 is sandwiched between a
負荷V2は、負荷V1よりも低い電圧で作動する。なお、負荷V1,V2がそれぞれ200〜300[V]及び10〜13.5[V]の電圧で作動し、且つ、各セル電圧が電流密度に応じて0.9〜0.6[V]の範囲で変化するで場合、燃料電池スタック2の総セル数Nは333(∵200÷0.6≒333,300÷0.9≒333)[枚],集電板3aと集電板4間のセル数は15枚(∵9÷0.6≒15,13.5÷0.9≒15)に設定する。
The load V2 operates at a voltage lower than the load V1. The loads V1 and V2 operate at voltages of 200 to 300 [V] and 10 to 13.5 [V], respectively, and each cell voltage is 0.9 to 0.6 [V] depending on the current density. , The total number of cells N in the
負荷V1,V2は負荷要求に従ってそれぞれ独立して燃料電池スタック2から電力を取り出す。このため、負荷V1と負荷V2が同時に燃料電池スタック2から電力を取り出す場合には、集電板3aと集電板4間のセル群C2(図1(a)参照)の発電量はそれ以外のスタック領域のセル群C1の発電量と比較して負荷V2に供給する電力分だけ大きくなり、セル群C2を構成する各燃料電池の電流値及び電流密度もセル群C1を構成する各燃料電池の電流値及び電流密度より大きくなる。
The loads V1 and V2 independently extract power from the
具体的には、各燃料電池のアクティブエリア(発電有効面積)が200[cm2]であり、且つ、負荷V1,V2がそれぞれ100[A]及び20[A]の電流量を必要とする場合、セル群C1及びセル群C2を構成する燃料電池はそれぞれ0.5(=100[A]÷200[cm2])[A/cm2]及び0.6(=100[A]÷200[cm2]+20[A]÷200[cm2])[A/cm2]の電流密度で発電する。 Specifically, the active area (power generation effective area) of each fuel cell is 200 [cm 2 ], and the loads V1 and V2 require current amounts of 100 [A] and 20 [A], respectively. The fuel cells constituting the cell group C1 and the cell group C2 are 0.5 (= 100 [A] / 200 [cm 2 ]) [A / cm 2 ] and 0.6 (= 100 [A] / 200 [, respectively]. cm 2 ] +20 [A] ÷ 200 [cm 2 ]) [A / cm 2 ] is generated at a current density.
燃料電池1に供給される空気と水素の供給口及び排出口はそれぞれ、図1(b)に示すように、燃料電池スタック2の一方及び他方の端部に設けられ、燃料電池スタック2内部には、各燃料電池1を貫通し、各燃料電池1に反応ガスを個別に供給するガス供給流路5とガス排出流路6とが空気と水素のそれぞれに対し設けられている。
As shown in FIG. 1B, the supply port and the discharge port for air and hydrogen supplied to the fuel cell 1 are provided at one and the other ends of the
このような構成によれば、集電板3aに近い側のガス供給流路5内における空気と水素の静圧は集電板3bに近い側のガス供給流路5内における空気と水素の静圧より高くなり、逆に、集電板3aに近い側のガス排出流路6内における空気と水素の静圧は集電板3bに近い側のガス排出流路6内における空気と水素の静圧より低くなる。
According to such a configuration, the static pressure of air and hydrogen in the
従って、集電板3aに近い側の燃料電池1におけるガス供給流路5とガス排出流路6間の静圧差は集電板3bに近い側の燃料電池1におけるガス供給流路5とガス排出流路6間の静圧差より大きくなり、集電板3aに近い側の燃料電池1に流れる水素及び空気の流量は集電板3bに近い側の燃料電池1に流れる水素及び空気の流量より多くなる。
Therefore, the static pressure difference between the
燃料電池スタック2を冷却するための冷却水は、図示しない放熱装置により冷却された後、図1(c)に示すように、集電板3a側から集電板3b側方向に供給される。このような構成によれば、集電板3aに近い側の冷却水温度の方が集電板3bに近い側の冷却水温度よりも低くなるので、セル群C1と比較して発電量が大きいセル群C1が過温度になることを防ぐことができる。
The cooling water for cooling the
以上の説明から明らかなように、本発明の第1の実施形態となる燃料電池システムでは、燃料電池スタック2に集電板4を間挿し、燃料電池スタック2の端部に設けられた集電板3aと集電板4間から燃料電池スタック2の発電電力の一部を取り出し、取り出された電力を低電圧で作動する負荷V2に供給するので、燃料電池スタック2全体から取り出された電力を低電圧に変換するための変圧装置が不要なり、システムの小型化及び高効率化を実現することができる。
As is apparent from the above description, in the fuel cell system according to the first embodiment of the present invention, the current collector plate 4 is inserted into the
また、本発明の第1の実施形態となる燃料電池システムでは、従来の燃料電池システムのようにキャパシタ・セルを介して燃料電池から出力を取り出すのではなく、燃料電池1から直接出力を取り出し、負荷V2に取り出した電力を供給するので、負荷V2への供給電圧は燃料電池1の出力電流に対して変動することになる。このため、ポンプの回転数変動を抑えたい等、負荷V2が一定電圧を必要とする場合には、燃料電池1の出力電流を安定させることにより、負荷V2への供給電圧を安定させることができる。 Further, in the fuel cell system according to the first embodiment of the present invention, the output is taken out directly from the fuel cell 1 instead of taking out the output from the fuel cell via the capacitor cell as in the conventional fuel cell system, Since the extracted electric power is supplied to the load V2, the supply voltage to the load V2 varies with respect to the output current of the fuel cell 1. For this reason, when the load V2 requires a constant voltage, for example, to suppress fluctuations in the rotational speed of the pump, the supply voltage to the load V2 can be stabilized by stabilizing the output current of the fuel cell 1. .
また、本発明の第1の実施形態となる燃料電池システムでは、集電板3aと集電板4間のセル群C2の電流密度が大きくなり過ぎないために、セル群C2からの取り出し電圧が負荷V2の作動電圧の上限値より大きく、変圧装置を用いる必要がある場合であっても、変圧装置の降圧率は燃料電池スタック2全体からの出力を降圧する際の降圧率よりも小さくなり、変圧装置を小型・軽量にすることができる。
Further, in the fuel cell system according to the first embodiment of the present invention, since the current density of the cell group C2 between the
また一般に、セル電圧は図2に示すように反応ガス流量(図2の場合は空気流量)が大きい程高くなるが、本発明の第1の実施形態となる燃料電池システムでは、上述の通り、集電板3aに近い側の燃料電池1に流れる空気流量が集電板3bに近い側の燃料電池1に流れる空気流量より多くなるように構成されているので、負荷V1にのみ電力を供給する場合、セル群C2を構成する燃料電池1のセル電圧VC2は、図2に示すように、セル群C1を構成する燃料電池1のセル電圧VC1よりも大きくなる。
In general, the cell voltage increases as the reaction gas flow rate (in the case of FIG. 2, the air flow rate) increases as shown in FIG. 2, but in the fuel cell system according to the first embodiment of the present invention, as described above, Since the flow rate of air flowing to the fuel cell 1 on the side close to the
一方、負荷V1と負荷V2の両方に同時に電力を供給する場合には、セル群C2は、負荷V1と負荷V2の両方に供給する電流を出力するために、セル群C2を構成する燃料電池1の電流密度が大きくなり、燃料電池1の電流特性は図2に示す曲線L1から曲線L2に変化する。このため、燃料電池1に供給される空気流量が同じである場合には、セル電圧は図2に示すVC2からVC2’に低下する。しかしながら、上述の通り、セル群C2には元々多くの空気流量が供給されているので、セル電圧が低下しても、セル群C1を構成する燃料電池1のセル電圧VC1と同等の電圧を出力することができるので、システム全体の性能は維持することができる。 On the other hand, when power is supplied to both the load V1 and the load V2 at the same time, the cell group C2 outputs the current supplied to both the load V1 and the load V2, and thus the fuel cell 1 that constitutes the cell group C2. The current density of the fuel cell 1 changes from the curve L1 to the curve L2 shown in FIG. For this reason, when the flow rate of air supplied to the fuel cell 1 is the same, the cell voltage decreases from VC2 shown in FIG. 2 to VC2 '. However, as described above, since a large amount of air flow is originally supplied to the cell group C2, a voltage equivalent to the cell voltage VC1 of the fuel cell 1 constituting the cell group C1 is output even if the cell voltage decreases. The overall system performance can be maintained.
また、空気流量と同様、セル群C2への水素供給流量も上述の通りセル群C1への水素供給流量よりも多くなるように構成されているので、セル群C2を構成する燃料電池1の出力電流がセル群C1を構成する燃料電池1の出力電流よりも大きい場合であっても、セル群C2を構成する燃料電池1への水素供給量が不足することを防ぎ、水素不足によってシステム全体の性能が低下することを防止できる。なお、セル群C1,C2への水素供給流量は、負荷V1,V2が最大電力を消費している状態において、セル群C1,C2内の水素余剰率が略同じになるように設定する。これにより、セル群C2を構成する燃料電池1のセル電圧をセル群C1を構成する燃料電池1のセル電圧と同等にすることができる。 Further, like the air flow rate, the hydrogen supply flow rate to the cell group C2 is also configured to be larger than the hydrogen supply flow rate to the cell group C1 as described above, so the output of the fuel cell 1 constituting the cell group C2 Even when the current is larger than the output current of the fuel cell 1 constituting the cell group C1, it is possible to prevent the hydrogen supply amount to the fuel cell 1 constituting the cell group C2 from being insufficient. It is possible to prevent the performance from deteriorating. The hydrogen supply flow rate to the cell groups C1 and C2 is set so that the hydrogen surplus rates in the cell groups C1 and C2 are substantially the same when the loads V1 and V2 are consuming the maximum power. Thereby, the cell voltage of the fuel cell 1 constituting the cell group C2 can be made equal to the cell voltage of the fuel cell 1 constituting the cell group C1.
〔燃料電池システムの構成〕
本発明の第2の実施形態となる燃料電池システムは、図3に示すように、上記第1の実施形態となる燃料電池システムの構成に加えて、集電板3bと集電板4との間に間挿された集電板10を備える。そして、集電板3aと集電板10間から取り出される電圧は負荷V1の作動電圧と負荷V2の作動電圧の間の電圧で作動する負荷V3に供給される。なお、集電板10は、集電板4と集電板10間のセル数が集電板3aと集電板4間のセル数よりも多くなる集電板4と集電板3b間の位置に間挿されている。
[Configuration of fuel cell system]
As shown in FIG. 3, the fuel cell system according to the second embodiment of the present invention includes a
このような構成によれば、変圧装置を用いることなく作動電圧が異なる3つの負荷V1,V2,V3に電圧を供給することができるので、要求負荷の大きさに応じて適切な負荷を選択することが可能となる。具体的には、電気モータが12[V]前後の電圧では電流が大きくなり効率が低下する場合には、48[V]前後の電圧で作動する電気モータに変更することにより、同じ負荷での電流値を下げ、電気モータの小型化,高効率化を実現することができる。しかしながら、従来の燃料電池システムのように燃料電池スタック全体の電圧を変圧することによって48[V]電圧を得ようとすると、12[V]用の変圧装置に加えて、48[V]用の変圧装置が必要となり、システムを小型化することができない。これに対して、本発明の第2の実施形態となる燃料電池システムによれば、変圧装置を用いることなく48[V]の電圧を供給することができるので、燃料電池システムを小型化することができる。 According to such a configuration, voltage can be supplied to the three loads V1, V2, and V3 having different operating voltages without using a transformer, and therefore an appropriate load is selected according to the size of the required load. It becomes possible. Specifically, when the electric motor has a large current at a voltage of around 12 [V] and the efficiency decreases, the electric motor can be operated at a voltage of around 48 [V] by changing to an electric motor that operates at a voltage of around 48 [V]. The current value can be lowered, and the electric motor can be made smaller and more efficient. However, when trying to obtain 48 [V] voltage by transforming the voltage of the entire fuel cell stack as in the conventional fuel cell system, in addition to the transformer for 12 [V], the voltage for 48 [V] is used. A transformer is required and the system cannot be miniaturized. In contrast, according to the fuel cell system according to the second embodiment of the present invention, a voltage of 48 [V] can be supplied without using a transformer, so that the fuel cell system can be downsized. Can do.
〔燃料電池システムの構成〕
本発明の第3の実施形態となる燃料電池システムでは、図4に示すように、上記第1の実施形態となる燃料電池システムの構成に加えて、空気及び水素の流量を分配する流量分配板20a,20bが集電板3aと集電板4間のガス供給流路5及びガス排出流路6に設けられている。このような構成によれば、空気及び水素の供給口と排出口の位置に関係なく、集電板3aと集電板4間の燃料電池に発電に不足しない空気と水素を供給することができる。
[Configuration of fuel cell system]
In the fuel cell system according to the third embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, in addition to the configuration of the fuel cell system according to the first embodiment, a flow rate distribution plate for distributing the flow rates of air and hydrogen.
〔燃料電池システムの構成〕
本発明の第4の実施形態となる燃料電池システムでは、図5に示すように、上記第1の実施形態となる燃料電池システムにおいて、集電板3aと集電板4間の燃料電池内部のガス流路幅W2が集電板4と集電板3b間の燃料電池内部のガス流路幅W1よりも大きく設計されている。このような構成によれば、集電板3aと集電板4間の燃料電池内部における流路圧損は、流路断面積が大きくなることにより、集電板4と集電板3b間の燃料電池内部における流路圧損よりも小さくなるので、集電板3aと集電板4間の燃料電池内部では、集電板4と集電板3b間の燃料電池内部と比較して、水素及び空気がより多く流れることになる。従って、空気及び水素の供給口と排出口の位置に関係なく、また、流量分配板20a,20bを用いることなく、集電板3aと集電板4間の燃料電池に発電に不足しない空気と水素を供給することができる。
[Configuration of fuel cell system]
In the fuel cell system according to the fourth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, in the fuel cell system according to the first embodiment, the inside of the fuel cell between the
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。 As mentioned above, although the embodiment to which the invention made by the present inventor is applied has been described, the present invention is not limited by the description and the drawings that form part of the disclosure of the present invention according to this embodiment. That is, it should be added that other embodiments, examples, operation techniques, and the like made by those skilled in the art based on the above embodiments are all included in the scope of the present invention.
1:燃料電池
2:燃料電池スタック
3a,3b,4,10:集電板
5:ガス供給流路
6:ガス排出流路
20a,20b:流量分配板
C1,C2:セル群
V1,V2,V3:負荷
W1,W2:ガス流路幅
1: Fuel cell 2:
Claims (9)
前記燃料電池スタックの両端部を挟持する一対の端部集電板と、
前記燃料電池スタックに間挿された複数の追加集電板とを備え、
前記複数の追加集電板により挟持された燃料電池の発電電力を利用して作動する第1の負荷は、前記端部集電板により挟持された燃料電池の発電電力を利用して作動する第2の負荷よりも低電圧で作動することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell system comprising a fuel cell stack in which a plurality of fuel cells that generate power by receiving supply of fuel gas and oxidant gas to an anode and a cathode, respectively,
A pair of end current collector plates sandwiching both ends of the fuel cell stack;
A plurality of additional current collector plates inserted into the fuel cell stack,
The first load that operates using the power generated by the fuel cell sandwiched by the plurality of additional current collector plates operates using the power generated by the fuel cell that is sandwiched by the end current collector plates. A fuel cell system that operates at a voltage lower than a load of 2.
前記複数の追加集電板により挟持された燃料電池に供給される反応ガス流量は他のスタック領域の燃料電池に供給される反応ガス流量よりも多いことを特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1,
The fuel cell system, wherein a flow rate of the reaction gas supplied to the fuel cells sandwiched between the plurality of additional current collector plates is larger than a flow rate of the reaction gas supplied to the fuel cells in the other stack regions.
反応ガスの供給口と排出口はそれぞれ燃料電池スタックの一方及び他方の端部に設けられ、前記追加集電板は燃料電池スタックの当該供給口に近い側に間挿されていることを特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 2, wherein
A reactive gas supply port and a discharge port are provided at one and the other ends of the fuel cell stack, respectively, and the additional current collector plate is interposed between the fuel cell stack and the supply port. Fuel cell system.
前記複数の追加集電板により挟持された燃料電池内部におけるガス流路圧損は他のスタック領域の燃料電池内部に同じ反応ガスが同流量供給された時のガス流路圧損よりも小さいことを特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 2 or 3, wherein
The gas flow path pressure loss inside the fuel cell sandwiched between the plurality of additional current collector plates is smaller than the gas flow path pressure loss when the same reaction gas is supplied at the same flow rate inside the fuel cell in the other stack region. A fuel cell system.
前記複数の追加集電板により挟持された燃料電池内部におけるガス流路の断面積は他のスタック領域の燃料電池内部におけるガス流路の断面積よりも大きいことを特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 4, wherein
A fuel cell system, wherein a cross-sectional area of a gas flow path inside the fuel cell sandwiched between the plurality of additional current collector plates is larger than a cross-sectional area of the gas flow path inside the fuel cell in another stack region.
前記複数の追加集電板により挟持された燃料電池に反応ガスを誘導するための案内板を備えることを特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to any one of claims 2 to 5, wherein
A fuel cell system comprising a guide plate for guiding a reaction gas to the fuel cell sandwiched between the plurality of additional current collector plates.
前記複数の追加集電板のうち最低電圧側の追加集電板は前記一対の集電板の低電圧側の集電板であることを特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to any one of claims 1 to 6, wherein
The fuel cell system, wherein an additional current collecting plate on the lowest voltage side among the plurality of additional current collecting plates is a current collecting plate on a low voltage side of the pair of current collecting plates.
前記第1の負荷に発電電力を供給する燃料電池に近い燃料電池スタック端部側から燃料電池を冷却するための冷却水を供給することを特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to any one of claims 1 to 7,
A fuel cell system for supplying cooling water for cooling the fuel cell from a fuel cell stack end side close to the fuel cell for supplying generated power to the first load.
前記複数の追加集電板により挟持される燃料電池の数は、前記第1及び第2の負荷の両方に電力が供給されている際、複数の追加集電板により挟持された燃料電池が発電のために必要とするガス流量に対する反応ガス供給流量の余剰率が、他のスタック領域の燃料電池が発電のために必要とするガス流量に対する反応ガス供給流量の余剰率と略同じになるように設定されていることを特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to any one of claims 1 to 8, wherein
The number of fuel cells sandwiched by the plurality of additional current collector plates is such that when the power is supplied to both the first and second loads, the fuel cells sandwiched by the plurality of additional current collector plates generate power. The surplus rate of the reaction gas supply flow rate with respect to the gas flow rate required for the fuel cell is substantially the same as the surplus rate of the reaction gas supply flow rate with respect to the gas flow rate required for power generation by the fuel cells in the other stack regions. A fuel cell system characterized by being set.
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JP2005141374A JP2006318808A (en) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | Fuel cell system |
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---|---|---|---|---|
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JP2013118094A (en) * | 2011-12-02 | 2013-06-13 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | Fuel cell system |
JP2016115672A (en) * | 2014-12-11 | 2016-06-23 | ハミルトン サンドストランド スペース システムズ インターナショナル,インコーポレイテッド | Multi-voltage fuel cell |
-
2005
- 2005-05-13 JP JP2005141374A patent/JP2006318808A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010135315A (en) * | 2008-12-03 | 2010-06-17 | Samsung Sdi Co Ltd | Fuel cell system and driving method thereof |
US8927167B2 (en) | 2008-12-03 | 2015-01-06 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Fuel cell system and driving method thereof |
KR101180796B1 (en) * | 2009-06-12 | 2012-09-10 | 기아자동차주식회사 | Fuel cell system |
JP2013118094A (en) * | 2011-12-02 | 2013-06-13 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | Fuel cell system |
JP2016115672A (en) * | 2014-12-11 | 2016-06-23 | ハミルトン サンドストランド スペース システムズ インターナショナル,インコーポレイテッド | Multi-voltage fuel cell |
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