JP2007242337A - Fuel cell system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池スタックの発電停止時にパージ制御を実施する燃料電池システムに係り、特にパージの効果を最大限に発揮させて常に良好な氷点下起動を実現させる燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system that performs purge control when power generation of a fuel cell stack is stopped, and more particularly, to a fuel cell system that maximizes the effect of purging and always realizes good freezing point starting.
燃料電池システムは、燃料が有する化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する装置であり、電解質膜を挟んで設けられた一対の電極のうち陽極に水素を含有する燃料ガスを供給するとともに、他方の陰極に酸素を含有する酸素剤ガスを供給し、これら一対の電極の電解質膜側の表面で生じる下記の電気化学反応を利用して電極から電気エネルギーを取り出すものである(例えば、特許文献1参照)。 A fuel cell system is a device that directly converts chemical energy of fuel into electrical energy, and supplies a fuel gas containing hydrogen to an anode of a pair of electrodes provided with an electrolyte membrane interposed therebetween, and the other cathode An oxygen agent gas containing oxygen is supplied to the electrode, and electric energy is extracted from the electrode by using the following electrochemical reaction that occurs on the surface of the electrolyte membrane side of the pair of electrodes (see, for example, Patent Document 1). .
陽極反応:H2→2H++2e- (1)
陰極反応:2H++2e-+(1/2)O2→H2O (2)
陽極に供給される燃料ガスは、水素貯蔵装置から直接供給する方法や水素を含有する燃料を改質して水素含有ガスを供給する方法などが知られている。水素貯蔵装置としては、高圧ガスタンク、液化水素タンク、水素吸蔵合金タンク等があり、水素を含有する燃料としては、天然ガス、メタノール、ガソリン等が考えられる。
Anodic reaction: H 2 → 2H + + 2e − (1)
Cathodic reaction: 2H + + 2e − + (1/2) O 2 → H 2 O (2)
As the fuel gas supplied to the anode, a method of directly supplying from a hydrogen storage device, a method of supplying a hydrogen-containing gas by reforming a fuel containing hydrogen, and the like are known. Examples of the hydrogen storage device include a high-pressure gas tank, a liquefied hydrogen tank, a hydrogen storage alloy tank, and the like. As the fuel containing hydrogen, natural gas, methanol, gasoline, and the like are conceivable.
一方、陰極に供給される酸素剤ガスとしては、一般的に空気が利用されている。 On the other hand, air is generally used as the oxygen agent gas supplied to the cathode.
ところで、例えば燃料電池を自動車の動力源として使用する場合や、寒冷地での定置用として使用する場合には、燃料電池が0℃以下の雰囲気にさらされることがあり、そのような状況下でも燃料電池が起動でき、通常どおりに発電できることが望まれている。 By the way, for example, when a fuel cell is used as a power source for an automobile or used for stationary use in a cold region, the fuel cell may be exposed to an atmosphere of 0 ° C. or lower. It is desired that the fuel cell can be started and can generate electricity as usual.
しかしながら、0℃以下の低温状態では、燃料電池の発電に伴う生成水が凍結して反応ガスの拡散を阻害することにより、発電ができなくなってしまうという問題点がある。したがって、燃料電池を0℃以下から起動させるためには、通常温度における運転時のように生成水が排出できなくても、ある一定時間発電が継続できるようにする必要がある。 However, in a low temperature state of 0 ° C. or lower, there is a problem that power generation cannot be performed because the generated water accompanying power generation of the fuel cell freezes and inhibits diffusion of the reaction gas. Therefore, in order to start the fuel cell from 0 ° C. or lower, it is necessary to continue the power generation for a certain period of time even if the generated water cannot be discharged as in the operation at the normal temperature.
そこで、従来では燃料電池の運転停止時にガス流路を乾燥ガスでパージし、膜電極接合体(MEA)を乾燥させることによって、MEA中に生成水を保持できる部位を確保し、氷点下でも一定時間発電を継続できるようにするという技術が公知となっている(特許文献2及び特許文献3参照)。
しかしながら、上述した従来の燃料電池システムのように高温の乾燥ガスで乾燥パージを実施したとしても、乾燥パージを実施した後に数時間放置してから燃料電池スタックの冷却を開始すると、氷点下起動時におけるMEAの生成水保持容量が極めて少なくなってしまうという問題点があった。 However, even if the dry purge is performed with a high-temperature dry gas as in the conventional fuel cell system described above, if the fuel cell stack is cooled after being left for several hours after the dry purge is performed, There was a problem that the produced water retention capacity of MEA would be extremely small.
例えば、車両に搭載された燃料電池の実際の状況を考えると、たとえ外気温度が氷点下であったとしても、パージを実施した後に燃料電池スタックが急激に冷却されるような状況は考えにくく、燃料電池スタックが持っているヒートマス分や断熱材等の影響によって、ある程度の時間燃料電池スタックは高温を保ってから徐々に冷えていくという状況が通常である。したがって、乾燥パージによって確保することができた生成水保持容量を100%活用することができずに、氷点下起動性を悪化させているという問題点があった。 For example, considering the actual situation of a fuel cell mounted on a vehicle, even if the outside air temperature is below freezing point, it is difficult to imagine a situation where the fuel cell stack is rapidly cooled after purging. Under normal circumstances, the fuel cell stack is gradually cooled after maintaining a high temperature for a certain period of time due to the effects of heat mass, heat insulating material, etc. of the battery stack. Therefore, there is a problem in that the generated water retention capacity that can be secured by the dry purge cannot be utilized 100%, and the starting ability below freezing point is deteriorated.
これに対して、乾燥パージを実施した後すぐに冷却を開始した場合には、乾燥パージによって除水された生成水保持容量をMEAに最大限確保したままにできるので、乾燥パージを実施した後には積極的に燃料電池スタックを冷却することが必要であった。 On the other hand, when cooling is started immediately after the dry purge is performed, the MEA can keep the generated water retention capacity removed by the dry purge as much as possible. It was necessary to actively cool the fuel cell stack.
上述した課題を解決するために、本発明の燃料電池システムは、固体高分子膜を用いた燃料電池スタックを備え、燃料電池スタックの発電停止時にパージ制御が実施される燃料電池システムにおいて、燃料電池スタックへパージを実施した後に、燃料電池スタックの温度をパージガスの温度よりも低い所定温度まで急速に冷却することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell stack using a solid polymer membrane, and in the fuel cell system in which purge control is performed when power generation of the fuel cell stack is stopped, the fuel cell After purging the stack, the temperature of the fuel cell stack is rapidly cooled to a predetermined temperature lower than the temperature of the purge gas.
本発明に係る燃料電池システムでは、燃料電池スタックへパージを実施した後に、燃料電池スタックの温度をパージガスの温度よりも低い所定温度まで急速に冷却するので、パージによって除水された生成水保持容量を最大限確保することができ、これによって良好な氷点下起動を常に実現することが可能となる。 In the fuel cell system according to the present invention, after purging the fuel cell stack, the temperature of the fuel cell stack is rapidly cooled to a predetermined temperature lower than the temperature of the purge gas. As a result, it is possible to always realize a good freezing point start.
<第1の実施形態>
以下、本発明の第1の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本実施形態に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
<First Embodiment>
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the fuel cell system according to this embodiment.
図1に示すように、本実施形態の燃料電池システム1は、燃料ガスと酸素剤ガスとが供給されて電気化学反応により発電する燃料電池スタック2と、燃料電池システム1を制御する制御部3と、燃料ガスである水素ガスを貯蔵する水素タンク4と、酸素剤ガスである空気を加圧して燃料電池スタック2のカソードに供給するコンプレッサ5と、燃料電池スタック2へ冷却水を循環させる冷却水ポンプ6と、冷却水を放熱させて冷却するラジエータ7と、ラジエータ7に冷却風を送風する冷却ファン8と、燃料電池スタック2と冷却水ポンプ6及びラジエータ7を接続して冷却水を循環させる冷却水流路9と、ラジエータ7側への冷却水流路とバイパス側への冷却水流路とを切り替える三方弁10と、燃料電池スタック2へ流入する冷却水の温度を検出する冷却水入口温度センサ11と、燃料電池スタック2から流出する冷却水の温度を検出する冷却水出口温度センサ12とを備えている。
As shown in FIG. 1, a fuel cell system 1 according to this embodiment includes a
ここで、上述した燃料電池システム1において、燃料電池スタック2は固体高分子電解質膜の両面に一対の電極を設けた固体高分子膜型の燃料電池であり、アノードに燃料ガスである水素ガスが供給され、カソードに酸素剤ガスである空気が供給されて電気化学反応によって発電を行っている。
Here, in the fuel cell system 1 described above, the
また、燃料ガスである水素ガスを供給する水素供給系では、水素タンク4から図示しない減圧弁や水素供給弁を通じて燃料電池スタック2のアノードに水素ガスが供給されている。水素タンク4から供給される高圧水素は、減圧弁で機械的に所定の圧力まで減圧され、次に水素供給弁の開度を調節することによって燃料電池スタック2における水素ガスの圧力が所望の圧力になるように制御されている。
In the hydrogen supply system that supplies hydrogen gas, which is fuel gas, hydrogen gas is supplied from the
一方、酸素剤ガスである空気を供給する空気供給系では、コンプレッサ5によって外部から吸入した空気を加圧して送出し、燃料電池スタック2のカソードに供給している。カソードにおける空気圧は図示していない空気圧力センサによって検出され、その検出値が制御部3にフィードバックされ、この検出値に基づいて制御部3がコンプレッサ5の回転数及び図示しない空気調圧弁の開口面積を調節することによってカソードにおける空気圧が制御されている。
On the other hand, in the air supply system for supplying air as oxygen agent gas, the air sucked from the outside is compressed and sent out by the
また、制御部3は、図示しない各種センサによる検出値に基づいて、アノードに供給される水素ガスの圧力及び流量を制御するとともに、カソードに供給される空気の圧力及び流量を制御している。さらに、冷却水入口温度センサ11及び冷却水出口温度センサ12の検出値に基づいて、冷却水ポンプ6及び冷却ファン8の回転数や三方弁10の切り替えを制御して冷却水の温度をコントロールしている。
The control unit 3 controls the pressure and flow rate of hydrogen gas supplied to the anode and the pressure and flow rate of air supplied to the cathode based on detection values from various sensors (not shown). Further, based on the detection values of the cooling water
尚、図1に示した本実施形態の燃料電池システム1は、本発明に関わる部位のみを図示したものであり、システムを成立させるためのその他の一般的な機器は省略してある。 Note that the fuel cell system 1 of the present embodiment shown in FIG. 1 shows only the part related to the present invention, and other general equipment for establishing the system is omitted.
次に、本実施形態の燃料電池システム1によるパージ制御処理を図2のフローチャートに基づいて説明する。図2に示すように、例えば車両のイグニッションキーがOFFされるなどによって燃料電池システム1の停止トリガーがONされると(S201)、制御部3によってパージ要求が必要であるか否かの判断が行われる(S202)。このパージ要求の判断については、外気温、天気予報データ、次回の発進予定時間、燃料電池システム1の場所(緯度・経度)などに基づいて次回の発進時に氷点下起動になるか否かを予測し、パージ要求が必要になるか否かを制御部3が判断する。 Next, the purge control process by the fuel cell system 1 of the present embodiment will be described based on the flowchart of FIG. As shown in FIG. 2, when the stop trigger of the fuel cell system 1 is turned on, for example, by turning off the ignition key of the vehicle (S201), the control unit 3 determines whether or not a purge request is necessary. Performed (S202). In determining the purge request, whether or not to start below freezing at the next start is predicted based on the outside temperature, weather forecast data, the next scheduled start time, the location (latitude / longitude) of the fuel cell system 1, and the like. The control unit 3 determines whether a purge request is necessary.
このパージ要求の判断によってパージが必要無いと判断された場合には、通常の停止モードへ移行し、その一方でパージが必要であると判断された場合には、コンプレッサ5を駆動してパージガスを燃料電池スタック2のカソードに供給してパージを開始する(S203)。
If it is determined that the purge is not required according to the determination of the purge request, the routine shifts to the normal stop mode. On the other hand, if it is determined that the purge is required, the
そして、パージを開始してから所定時間が経過すると、パージが完了したと判断してコンプレッサ5を停止し(S204)、同時に冷却水ポンプ6を稼動して冷却水の循環を開始する(S205)。
When a predetermined time elapses after the purge is started, it is determined that the purge is completed and the
このとき、三方弁10はラジエータ7側に切り替えられており、冷却水はラジエータ7を経由してから燃料電池スタック2に供給される。ここで、外気温が高いときには、車両が走行していないとラジエータ7による冷却能力が極めて減少することが考えられるが、氷点下起動が必要となる時期には、日中に気温が高くなったとしても外気温は10℃以下程度であり、冷却ファン8を駆動することによって容易に冷却水の温度を所定の温度まで低下させることができるので問題はない。
At this time, the three-
次に、冷却水の循環が開始されると、冷却水出口温度センサ12で測定された冷却水の温度が、予め設定された所定温度T1よりも低くなったか否かを判定する(S206)。
Next, when the circulation of the cooling water is started, it is determined whether or not the temperature of the cooling water measured by the cooling water
ここで、図3に基づいてパージ後の放置温度と燃料電池スタック2の生成水保持量との関係を説明する。図3はパージに最適な温度T2(例えば50℃)でパージした後に燃料電池スタック2を放置した温度と、氷点下起動時における生成水保持容量との関係を示した図である。図3に示すように、温度T2でパージした後に、温度T2のまま燃料電池スタック2を放置すると氷点下起動時における生成水保持容量は少なくなってしまうことが分かる。
Here, the relationship between the standing temperature after purging and the amount of water retained in the
一方、温度T2でパージした後に、少なくとも温度T1(例えば約30℃)までできるだけ早く冷却してから放置すると、氷点下起動時における生成水保持容量はより多く確保できることが分かる。 On the other hand, after purging at the temperature T2, if it is allowed to cool to at least the temperature T1 (for example, about 30 ° C.) as soon as possible and left to stand, it can be understood that a larger capacity of retained water can be secured at the time of starting below the freezing point.
したがって、予め実験などにより温度T1を求めておき、所定温度として設定することによって、氷点下起動時における生成水保持容量を最大限に確保することが可能となる。 Therefore, by obtaining the temperature T1 in advance by experiments and setting it as the predetermined temperature, it is possible to secure the generated water holding capacity at the time of starting below the freezing point to the maximum.
また、温度T1以下まで冷却したとしても氷点下起動時における生成水保持容量はほとんど変わらないので、所定温度として温度T1よりも低い温度を設定すると、パージ後の冷却に要する時間が長くなってしまう。そこで、パージ後の冷却を迅速に完了させるために所定温度を温度T1に設定することが好ましい。 Moreover, even if it cools to temperature T1 or less, since the generated water retention capacity at the time of starting below freezing is almost the same, if a temperature lower than temperature T1 is set as the predetermined temperature, the time required for cooling after purging becomes longer. Therefore, it is preferable to set the predetermined temperature to the temperature T1 in order to quickly complete the cooling after the purge.
このようにして設定された所定温度T1に対して、冷却水の温度が所定温度T1よりも低くなったか否かを判定し、所定温度T1以上の場合には冷却水の循環を継続して行い、冷却水の温度が所定温度T1よりも低くなると、冷却水の循環を停止して(S207)燃料電池システム1を完全に停止し、本実施形態の燃料電池システム1によるパージ制御処理を終了する。 It is determined whether or not the temperature of the cooling water is lower than the predetermined temperature T1 with respect to the predetermined temperature T1 set in this way. If the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature T1, the cooling water is continuously circulated. When the temperature of the cooling water becomes lower than the predetermined temperature T1, circulation of the cooling water is stopped (S207), the fuel cell system 1 is completely stopped, and the purge control process by the fuel cell system 1 of the present embodiment is finished. .
ただし、本実施形態では、冷却水出口温度を測定することによって燃料電池スタック2の温度が所定温度T1まで低下したことを確認するような方式を採用しているが、燃料電池スタック2の内部温度を直接測定する方法やその他の方法を採用してもよい。
However, in this embodiment, a method is adopted in which it is confirmed that the temperature of the
このように、本実施形態の燃料電池システム1では、燃料電池スタック2へパージを実施するときに、燃料電池スタック2の温度をパージガスの温度よりも低い所定温度T1まで急速に冷却するので、パージによって除水された生成水保持容量を最大限確保することができ、これによって良好な氷点下起動を常に実現することが可能となる。
Thus, in the fuel cell system 1 of the present embodiment, when purging the
また、本実施形態の燃料電池システム1では、所定温度T1を略30℃としたので、パージによって除水された生成水保持容量を最大限確保できるとともに、パージ後の冷却を迅速に完了することができる。 Further, in the fuel cell system 1 of the present embodiment, the predetermined temperature T1 is set to approximately 30 ° C., so that it is possible to secure the maximum capacity of the generated water that has been removed by the purge, and to quickly complete the cooling after the purge. Can do.
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態を図4に基づいて説明する。図4は、本実施形態の燃料電池システムによるパージ制御処理を示すフローチャートである。尚、本実施形態の燃料電池システムの構成は第1の実施形態と同一なので、詳しい説明は省略する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a purge control process by the fuel cell system of the present embodiment. The configuration of the fuel cell system according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.
図4に示すように、本実施形態の燃料電池システムによるパージ制御処理は、例えば車両のイグニッションキーのOFFなどによって燃料電池システムの停止トリガーがONされると(S401)、制御部3によってパージ要求が必要であるか否かの判断が行われる(S402)。このパージ要求の判断については、外気温、天気予報データ、次回の発進予定時間、燃料電池システム1の場所(緯度・経度)などに基づいて次回の発進時に氷点下起動になるか否かを予測し、パージ要求が必要になるか否かを制御部3が判断する。 As shown in FIG. 4, the purge control process by the fuel cell system according to the present embodiment is performed when the stop trigger of the fuel cell system is turned on, for example, by turning off the ignition key of the vehicle (S401). Whether or not is necessary is determined (S402). In determining the purge request, it is predicted whether or not to start below freezing at the next start based on the outside temperature, weather forecast data, the next scheduled start time, the location (latitude / longitude) of the fuel cell system 1, and the like. The control unit 3 determines whether a purge request is necessary.
このパージ要求の判断によってパージが必要無いと判断された場合には、通常の停止モードへ移行し、その一方でパージが必要であると判断された場合には、冷却水ポンプ6を駆動させて冷却水を所定流量で循環させる(S403)。これと同時にコンプレッサ5を駆動してパージガスを燃料電池スタック2のカソードに供給してパージを実施し(S404)、このパージを第1パージとして所定時間継続して行う。この第1パージによってパージ時の蒸発潜熱が発生するが、循環している冷却水がこの潜熱の大部分を奪っていくため、燃料電池スタック2の温度が下がることはなく、氷点下起動時に必要となる生成水保持容量を作り出すことができる。
If it is determined that purging is not necessary based on the determination of the purge request, the routine shifts to the normal stop mode. On the other hand, if it is determined that purging is necessary, the cooling
そして、所定時間が経過すると、冷却水ポンプ6を停止して冷却水の循環を停止させるが(S405)、パージガスの供給は継続して行い(S406)、このパージを第2パージとして所定時間継続して行う。この第2パージでは冷却水を止めているので、パージ時の蒸発潜熱の大部分を冷却水が奪っていくことはなく、この潜熱により、急速に燃料電池スタック2を冷却することができる。また、第1パージで乾燥させた後に燃料電池スタック2の温度を急速に下げることにより、氷点下起動時における生成水保持容量を最大限確保することができ、良好な氷点下起動を実現することができる。
When the predetermined time has elapsed, the cooling
こうして所定時間が経過すると、コンプレッサ5を停止してパージを完了し(S407)、燃料電池システム1を完全に停止して本実施形態の燃料電池システムによるパージ制御処理を終了する。
When the predetermined time elapses, the
このように、本実施形態の燃料電池システムでは、燃料電池スタック2へパージを実施するときに冷却水を循環させるので、より早く燃料電池スタック2を冷却することができる。
Thus, in the fuel cell system according to the present embodiment, the cooling water is circulated when purging the
また、本実施形態の燃料電池システムでは、燃料電池スタック2へ冷却水を循環させるときに、全パージ時間のうちパージ初期の所定時間だけ冷却水を循環させ、残りのパージ後期の時間は冷却水の循環を停止してパージするので、パージ後期には水の蒸発時に生じる潜熱冷却によって急速に燃料電池スタック2を冷却することができる。また、パージ初期には、冷却水を循環させているので、循環している冷却水が潜熱の大部分を奪っていくため、燃料電池スタック2の温度が下がらず、氷点下起動時に必要となる生成水保持容量を効率的に作り出すことができる。
Further, in the fuel cell system of the present embodiment, when the cooling water is circulated to the
<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態を図5に基づいて説明する。図5に示すように、本実施形態の燃料電池システム51は、カソードへ供給される空気を冷却水流路9へ導入する空気導入バルブ52と、冷却水流路9を循環している冷却水を流入させるタンク53と、タンク53へ冷却水を排出する排水バルブ54とをさらに備えたことが第2の実施形態と異なっており、その他の構成については第2の実施形態と同様なので、詳しい説明は省略する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, the
本実施形態の燃料電池システム51では、上述した第2の実施形態のパージ制御処理において、第2パージを実施するときに冷却水をタンク53へ抜き取るようにしたことが第2の実施形態のパージ制御処理と異なっている。
In the
次に、本実施形態の燃料電池システム51によるパージ制御処理を図6に基づいて説明する。図6に示すように、本実施形態の燃料電池システム51によるパージ制御処理は、例えば車両のイグニッションキーのOFFなどによって燃料電池システム1の停止トリガーがONされると(S601)、制御部3によってパージ要求が必要であるか否かの判断が行われる(S602)。このパージ要求の判断については、外気温、天気予報データ、次回の発進予定時間、燃料電池システム51の場所(緯度・経度)などに基づいて次回の発進時に氷点下起動になるか否かを予測し、パージ要求が必要になるか否かを制御部3が判断する。
Next, the purge control process by the
このパージ要求の判断によってパージが必要無いと判断された場合には、通常の停止モードへ移行し、その一方でパージが必要であると判断された場合には、冷却水ポンプ6を駆動させて冷却水を所定流量で循環させる(S603)。これと同時にコンプレッサ5を駆動してパージガスを燃料電池スタック2のカソードに供給してパージを実施し(S604)、このパージを第1パージとして所定時間継続して行う。この第1パージによってパージ時の蒸発潜熱が発生するが、循環している冷却水がこの潜熱の大部分を奪っていくため、燃料電池スタック2の温度が下がることはなく、氷点下起動時に必要となる生成水保持容量を作り出すことができる。
If it is determined that purging is not necessary based on the determination of the purge request, the routine shifts to the normal stop mode. On the other hand, if it is determined that purging is necessary, the cooling
そして、所定時間が経過すると、冷却水ポンプ6を停止して冷却水の循環を停止し、燃料電池スタック2から冷却水の抜き取りを行う(S605)。この抜き取り方法としては、空気導入バルブ52と排水バルブ54を開放し、コンプレッサ5からカソードへ供給されているパージガスを冷却水流路9へ導入することによって冷却水をタンク53に排水して抜き取るようにする。
When the predetermined time has elapsed, the cooling
この冷却水の抜き取り後もパージガスの供給は継続して行い(S606)、このパージを第2パージとして所定時間継続して行う。この第2パージでは冷却水が抜き取られているので、蒸発潜熱を冷却水が奪っていくことはなく、また、燃料電池スタック2の熱容量が小さくなり、より早く所定温度T1まで冷却させることができる。
The purge gas is continuously supplied even after the cooling water is extracted (S606), and this purge is continuously performed for a predetermined time as the second purge. Since the cooling water is extracted in the second purge, the cooling water does not take away the latent heat of vaporization, and the heat capacity of the
こうして所定時間が経過すると、コンプレッサ5を停止してパージを完了し(S607)、燃料電池システム51を完全に停止して本実施形態の燃料電池システム51によるパージ制御処理を終了する。
When the predetermined time elapses, the
ただし、本実施形態では冷却水流路9に空気を導入して冷却水を抜き取るようにしているが、その他の方法で冷却水を抜き取るようにしてもよい。例えば、重力を利用して燃料電池スタック2から冷却水を抜き取るようにしても良い。また、図6のフローチャートでは、第2パージの前に冷却水を抜き取るようにしているが、第2パージを実施しながら冷却水を燃料電池スタック2から抜き取るようにしても良い。
However, in this embodiment, air is introduced into the cooling water passage 9 to extract the cooling water, but the cooling water may be extracted by other methods. For example, the cooling water may be extracted from the
このように、本実施形態の燃料電池システム51では、燃料電池スタック2へ冷却水を循環させるときに、全パージ時間のうち所定時間だけ行い、残りのパージ時間は冷却水を燃料電池スタック2から抜き取ってパージするようにしたので、潜熱冷却時における燃料電池スタック2の熱容量を小さくすることができ、これによってより短時間で急速に燃料電池スタック2を冷却することができる。
As described above, in the
また、本実施形態の燃料電池システム51では、燃料電池スタック2から冷却水を抜くときに空気を冷却水流路9へ導入して冷却水を抜くので、カソードに供給されているパージガスを利用して冷却水を抜くことができ、より簡単な方法で効率的に冷却水を抜くことができる。
Further, in the
以上、本発明の燃料電池システムについて、図示した実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。 Although the fuel cell system of the present invention has been described based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part is replaced with an arbitrary configuration having the same function. Can do.
1、51 燃料電池システム
2 燃料電池スタック
3 制御部
4 水素タンク
5 コンプレッサ
6 冷却水ポンプ
7 ラジエータ
8 冷却ファン
9 冷却水流路
10 三方弁
11 冷却水入口温度センサ
12 冷却水出口温度センサ
52 空気導入バルブ
53 タンク
54 排水バルブ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記燃料電池スタックへパージを実施した後に、前記燃料電池スタックの温度をパージガスの温度よりも低い所定温度まで急速に冷却することを特徴とする燃料電池システム。 In a fuel cell system comprising a fuel cell stack using a solid polymer membrane, wherein purge control is performed when power generation of the fuel cell stack is stopped,
The fuel cell system, wherein after purging the fuel cell stack, the temperature of the fuel cell stack is rapidly cooled to a predetermined temperature lower than the temperature of the purge gas.
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JP2006060992A Pending JP2007242337A (en) | 2006-03-07 | 2006-03-07 | Fuel cell system |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2007242337A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012199164A (en) * | 2011-03-23 | 2012-10-18 | Osaka Gas Co Ltd | Fuel battery system |
CN112993330A (en) * | 2019-12-18 | 2021-06-18 | 北京亿华通科技股份有限公司 | Cold purge method of fuel cell system |
-
2006
- 2006-03-07 JP JP2006060992A patent/JP2007242337A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012199164A (en) * | 2011-03-23 | 2012-10-18 | Osaka Gas Co Ltd | Fuel battery system |
CN112993330A (en) * | 2019-12-18 | 2021-06-18 | 北京亿华通科技股份有限公司 | Cold purge method of fuel cell system |
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