JP2010033900A - Fuel cell system and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池システム及びこの燃料電池システムを電源として用いた電子機器に関する。 The present invention relates to a fuel cell system and an electronic apparatus using the fuel cell system as a power source.
携帯電話機や携帯情報端末などの電子機器の小型化は目覚しいものがあり、これら電子機器の小型化とともに、電源として燃料電池を使用することが試みられている。燃料電池は、燃料と空気を供給するのみで、発電することができ、燃料のみを交換すれば連続して発電できるという利点を有するため、小型化が実現できれば、小型の電子機器の電源として極めて有効である。 There have been remarkable miniaturizations of electronic devices such as mobile phones and portable information terminals, and along with the miniaturization of these electronic devices, attempts have been made to use fuel cells as a power source. A fuel cell has the advantage that it can generate electricity only by supplying fuel and air, and can generate electricity continuously by replacing only the fuel. Therefore, if it can be downsized, it can be used as a power source for small electronic devices. It is valid.
そこで、最近、燃料電池として、直接メタノール型燃料電池(以下、DMFC;Direct Methanol Fuel Cellと称する。)が注目されている。かかるDMFCは、液体燃料の供給方式によって分類され、気体供給型や液体供給型等のアクティブ方式のものと、燃料収容部内の液体燃料を電池内部で気化させて燃料極に供給する内部気化型等のパッシブ方式のものがあり、これらのうち、パッシブ方式のものはDMFCの小型化に対して特に有利である。 Therefore, a direct methanol fuel cell (hereinafter, referred to as DMFC; Direct Methanol Fuel Cell) has attracted attention as a fuel cell. Such DMFCs are classified according to the liquid fuel supply system, such as an active system such as a gas supply type and a liquid supply type, and an internal vaporization type that vaporizes the liquid fuel in the fuel storage section inside the battery and supplies it to the fuel electrode. Among these, the passive type is particularly advantageous for reducing the size of the DMFC.
従来、このようなパッシブ方式のDMFCとして、特許文献1に開示されるように、例えば燃料極、電解質膜および空気極を有する膜電極接合体(燃料電池セル)を、樹脂製の箱状容器からなる燃料収容部上に配置した構造のものが考えられている。 Conventionally, as such a passive DMFC, as disclosed in Patent Document 1, for example, a membrane electrode assembly (fuel cell) having a fuel electrode, an electrolyte membrane, and an air electrode is removed from a resin box-like container. The thing of the structure arrange | positioned on the fuel accommodating part which becomes is considered.
また、DMFCの燃料電池セルと燃料収容部とを流路を介して接続する構成のものも特許文献2〜4に開示されている。これら特許文献2〜4は、燃料収容部から供給された液体燃料を燃料電池セルに流路を介して供給することによって、流路の形状や径等に基づいて液体燃料の供給量を調整可能としたもので、特に、特許文献3では燃料収容部から流路にポンプで液体燃料を供給している。また、ポンプに代えて、流路に電気浸透流を形成する電界形成手段を用いることも記載されている。さらに特許文献4には電気浸透流ポンプを用いて液体燃料等を供給することが記載されている。
ところで、このようなDMFCを主発電部とした燃料電池システムを小型の電子機器の電源として適用した場合、燃料電池起動時に出力をスムーズに立ち上げることが重要である。 By the way, when such a fuel cell system using the DMFC as a main power generation unit is applied as a power source of a small electronic device, it is important to smoothly start up the output when the fuel cell is activated.
従来では、燃料電池起動時、燃料供給用ポンプのオン/オフを決定するオンタイマーとオフタイマーのそれぞれの動作時間を設定し、燃料電池発電部への燃料供給量を調整することにより燃料電池の出力を立ち上げるようにしている。 Conventionally, when the fuel cell is started, the operation time of each of the on-timer and off-timer that determines whether the fuel supply pump is turned on or off is set, and the fuel supply amount to the fuel cell power generation unit is adjusted to adjust the fuel cell The output is started up.
しかし、このような方法では、全ての燃料電池について一様のタイミングで燃料供給が行われるため、燃料供給用ポンプによる燃料供給量のバラツキ、燃料電池セルの個体差、周囲環境(外気温)などの原因により、燃料電池発電部への燃料供給が過剰になることがある。このため、燃料電池発電部の出力電圧Voは、例えば図4(a)のA1に示すように燃料の供給開始toから短時間で急上昇し、燃料電池発電部の発熱温度Toは、同図(b)のB1に示すように基準温度TAを超え、さらに上限温度TBも超えて上昇することがあり、システムを組み込んだ電子部品などに悪影響を及ぼすことがあった。一方、逆に、燃料電池発電部への燃料供給が不足することがあると、今度は燃料供給開始から燃料電池発電部での発熱温度が基準温度まで達し所定の制御電圧が出力されるまでに多くの時間を要してしまい、電子機器の電源として使い勝手が低下するという問題もあった。 However, in such a method, since fuel is supplied to all fuel cells at a uniform timing, variations in the amount of fuel supplied by the fuel supply pump, individual differences in fuel cells, ambient environment (outside temperature), etc. For this reason, the fuel supply to the fuel cell power generation unit may become excessive. For this reason, the output voltage Vo of the fuel cell power generation unit rises rapidly in a short time from the start of fuel supply, for example, as indicated by A1 in FIG. 4A, and the heat generation temperature To of the fuel cell power generation unit is As shown in B1 of b), the reference temperature TA may be exceeded and the upper limit temperature TB may be exceeded, which may adversely affect electronic components incorporating the system. On the other hand, if the fuel supply to the fuel cell power generation unit may be insufficient, this time from the start of fuel supply until the heat generation temperature at the fuel cell power generation unit reaches the reference temperature and a predetermined control voltage is output. There was also a problem that it took a lot of time and the usability as a power source for electronic devices was lowered.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、燃料電池起動時の出力のスムーズな立ち上げを実現できる燃料電池システム及び電子機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a fuel cell system and an electronic device that can realize a smooth start-up of an output when the fuel cell is started.
請求項1記載の発明は、燃料により電力を発電する発電部を有する燃料電池本体と、前記燃料電池本体の温度を検出する温度検出手段と、前記燃料電池本体の出力電圧及び出力電流を検出する出力検出手段と、前記燃料電池本体の起動から定常運転まで前記燃料電池本体への燃料供給を制御する制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記燃料電池本体起動時の燃料の初期供給により所定時間経過しても前記出力検出手段で検出される出力電圧が基準電圧に達しないと前記燃料の供給を所定回数繰り返し、前記出力電圧が基準電圧に達したら、一定時間内に前記出力検出手段で検出される出力電流が基準電流に達し、さらに前記温度検出手段で検出される前記燃料電池本体の発熱温度が基準温度に達したことで前記燃料電池本体の燃料供給を定常運転に移行させ、前記燃料電池本体の発熱温度が基準温度に達しないと、前記出力電流の増加分(ΔI)がΔI<0で前記燃料電池本体への燃料の追加供給を行い、該追加の燃料供給を繰り返しても前記基準温度に達しないときは前記燃料電池本体の燃料供給を定常運転に移行させるように制御することを特徴としている。 According to the first aspect of the present invention, a fuel cell main body having a power generation unit that generates electric power from fuel, temperature detecting means for detecting the temperature of the fuel cell main body, and an output voltage and an output current of the fuel cell main body are detected. Output detecting means, and control means for controlling fuel supply to the fuel cell main body from startup of the fuel cell main body to steady operation, wherein the control means is an initial supply of fuel when the fuel cell main body is started up If the output voltage detected by the output detection means does not reach the reference voltage even if a predetermined time elapses, the fuel supply is repeated a predetermined number of times. When the output voltage reaches the reference voltage, the output detection is performed within a predetermined time. When the output current detected by the means reaches a reference current, and the heat generation temperature of the fuel cell body detected by the temperature detection means reaches the reference temperature, the fuel supply of the fuel cell body If the heat generation temperature of the fuel cell main body does not reach the reference temperature, the fuel cell main body additionally supplies fuel to the fuel cell main body when the output current increase (ΔI) is ΔI <0. If the reference temperature is not reached even after repeated fuel supply, the fuel supply of the fuel cell main body is controlled to shift to a steady operation.
請求項2記載の発明は、燃料により電力を発電する発電部を有する燃料電池本体と、前記燃料電池本体の温度を検出する温度検出手段と、前記燃料電池本体の出力電圧及び出力電流を検出する出力検出手段と、前記燃料電池本体の起動から定常運転まで前記燃料電池本体への燃料供給を制御する制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記燃料電池本体起動時の燃料の初期供給により所定時間経過しても前記出力検出手段で検出される出力電圧が基準電圧に達しないと前記燃料の供給を所定回数繰り返し、前記出力電圧が基準電圧に達したら、一定時間内に前記出力検出手段で検出される出力電流が基準電流に達したことで前記燃料電池本体の燃料供給を定常運転に移行させるように制御することを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a fuel cell main body having a power generation unit that generates electric power using fuel, temperature detecting means for detecting the temperature of the fuel cell main body, and detecting an output voltage and an output current of the fuel cell main body. Output detecting means, and control means for controlling fuel supply to the fuel cell main body from startup of the fuel cell main body to steady operation, wherein the control means is an initial supply of fuel when the fuel cell main body is started up If the output voltage detected by the output detection means does not reach the reference voltage even if a predetermined time elapses, the fuel supply is repeated a predetermined number of times. When the output voltage reaches the reference voltage, the output detection is performed within a predetermined time. Control is performed so that the fuel supply of the fuel cell main body shifts to steady operation when the output current detected by the means reaches the reference current.
請求項3記載の発明は、燃料により電力を発電する発電部を有する燃料電池本体と、前記燃料電池本体の温度を検出する温度検出手段と、前記燃料電池本体の出力電圧及び出力電流を検出する出力検出手段と、前記燃料電池本体の起動から定常運転まで前記燃料電池本体への燃料供給を制御する制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記燃料電池本体の起動時の燃料の初期供給により前記温度検出手段で検出される前記燃料電池本体の発熱温度が基準温度に達しないと、前記出力検出手段で検出される出力電流の増加分(ΔI)がΔI<0で前記燃料電池本体への燃料の追加供給を行い、該追加の燃料供給を繰り返しても前記基準温度に達しないときは前記燃料電池本体の燃料供給を定常運転に移行させるように制御することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a fuel cell main body having a power generation unit for generating electric power from fuel, temperature detecting means for detecting the temperature of the fuel cell main body, and detecting an output voltage and an output current of the fuel cell main body. Output detecting means, and control means for controlling fuel supply to the fuel cell main body from start-up of the fuel cell main body to steady operation, wherein the control means is an initial stage of fuel when the fuel cell main body is started up. If the heat generation temperature of the fuel cell main body detected by the temperature detection means by supply does not reach the reference temperature, the increase (ΔI) of the output current detected by the output detection means is ΔI <0 and the fuel cell main body The fuel supply to the fuel cell main body is controlled so as to shift to a steady operation when the reference temperature is not reached even if the additional fuel supply is repeated. Yes.
請求項4記載の発明は、請求項1又は3記載の発明において、前記制御手段は、前記燃料電池本体への燃料の追加供給を、前記燃料電池本体の発熱温度が前記基準温度より低い所定温度よりさらに低いことを条件に実行することを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first or third aspect of the present invention, the control unit may perform additional supply of fuel to the fuel cell main body at a predetermined temperature at which the heat generation temperature of the fuel cell main body is lower than the reference temperature. It is characterized by being executed on the condition that it is even lower.
請求項5記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか一記載の燃料電池システムを電源として使用した電子機器である。 A fifth aspect of the present invention is an electronic device using the fuel cell system according to any one of the first to fourth aspects as a power source.
本発明によれば、燃料電池起動時の出力のスムーズな立ち上げを実現できる燃料電池システム及び電子機器を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel cell system and electronic device which can implement | achieve the smooth start-up of the output at the time of fuel cell starting can be provided.
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる燃料電池システムの概略構成を示している。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention.
図1において、1は燃料電池本体(DMFC)で、この燃料電池本体1は、起電部を構成する燃料電池発電部(セル)101、液体燃料を収容する燃料収容部102、燃料収容部102と燃料電池発電部(セル)101を接続する流路103及び燃料収容部102から燃料電池発電部(セル)101に液体燃料を移送するための燃料供給制御手段としてのポンプ104を有している。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fuel cell main body (DMFC). The fuel cell main body 1 includes a fuel cell power generation unit (cell) 101 that constitutes an electromotive unit, a
図2は、このような燃料電池本体1をさらに詳細に説明するための断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the fuel cell main body 1 in more detail.
この場合、燃料電池発電部101は、アノード触媒層11とアノードガス拡散層12とを有するアノード(燃料極)13と、カソード触媒層14とカソードガス拡散層15とを有するカソード(空気極/酸化剤極)16と、アノード触媒層11とカソード触媒層14とで挟持されたプロトン(水素イオン)伝導性の電解質膜17とから構成される膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly:MEA)を有している。
In this case, the fuel cell
ここで、アノード触媒層11やカソード触媒層14に含有される触媒としては、例えばPt、Ru、Rh、Ir、Os、Pd等の白金族元素の単体、白金族元素を含有する合金等が挙げられる。アノード触媒層11にはメタノールや一酸化炭素等に対して強い耐性を有するPt−RuやPt−Mo等を用いることが好ましい。カソード触媒層14にはPtやPt−Ni等を用いることが好ましい。ただし、触媒はこれらに限定されるものではなく、触媒活性を有する各種の物質を使用することができる。触媒は炭素材料のような導電性担持体を使用した担持触媒、あるいは無担持触媒のいずれであってもよい。 Here, examples of the catalyst contained in the anode catalyst layer 11 and the cathode catalyst layer 14 include a simple substance of a platinum group element such as Pt, Ru, Rh, Ir, Os, and Pd, an alloy containing the platinum group element, and the like. It is done. For the anode catalyst layer 11, it is preferable to use Pt—Ru, Pt—Mo, or the like having strong resistance to methanol, carbon monoxide, or the like. Pt, Pt—Ni or the like is preferably used for the cathode catalyst layer 14. However, the catalyst is not limited to these, and various substances having catalytic activity can be used. The catalyst may be either a supported catalyst using a conductive support such as a carbon material or an unsupported catalyst.
電解質膜17を構成するプロトン伝導性材料としては、例えばスルホン酸基を有するパーフルオロスルホン酸重合体のようなフッ素系樹脂(ナフィオン(商品名、デュポン社製)やフレミオン(商品名、旭硝子社製)等)、スルホン酸基を有する炭化水素系樹脂等の有機系材料、あるいはタングステン酸やリンタングステン酸等の無機系材料が挙げられる。ただし、プロトン伝導性の電解質膜17はこれらに限られるものではない。 Examples of the proton conductive material constituting the electrolyte membrane 17 include fluorine-based resins (Nafion (trade name, manufactured by DuPont) and Flemion (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) such as a perfluorosulfonic acid polymer having a sulfonic acid group. Etc.), organic materials such as hydrocarbon resins having sulfonic acid groups, or inorganic materials such as tungstic acid and phosphotungstic acid. However, the proton conductive electrolyte membrane 17 is not limited to these.
アノード触媒層11に積層されるアノードガス拡散層12は、アノード触媒層11に燃料を均一に供給する役割を果たすと同時に、アノード触媒層11の集電体も兼ねている。カソード触媒層14に積層されるカソードガス拡散層15は、カソード触媒層14に酸化剤を均一に供給する役割を果たすと同時に、カソード触媒層14の集電体も兼ねている。アノードガス拡散層12およびカソードガス拡散層15は多孔質基材で構成されている。
The anode
アノードガス拡散層12やカソードガス拡散層15には、必要に応じて導電層が積層される。これら導電層としては、例えばAu、Niのような導電性金属材料からなる多孔質層(例えば、メッシュ)、多孔質膜、箔体あるいはステンレス鋼(SUS)などの導電性金属材料に金などの良導電性金属を被覆した複合材等が用いられる。電解質膜17と後述する燃料分配機構105およびカバープレート18との間には、それぞれゴム製のOリング19が介在されており、これらによって燃料電池発電部101からの燃料漏れや酸化剤漏れを防止している。
A conductive layer is laminated on the anode
カバープレート18は酸化剤である空気を取入れるための不図示の開口を有している。カバープレート18とカソード16との間には、必要に応じて保湿層や表面層が配置される。保湿層はカソード触媒層14で生成された水の一部が含浸されて、水の蒸散を抑制すると共に、カソード触媒層14への空気の均一拡散を促進するものである。表面層は空気の取入れ量を調整するものであり、空気の取入れ量に応じて個数や大きさ等が調整された複数の空気導入口を有している。
The
燃料電池発電部101のアノード(燃料極)13側には、燃料分配機構105が配置されている。燃料分配機構105には配管のような液体燃料の流路103を介して燃料収容部102が接続されている。
A
燃料収容部102には、燃料電池発電部101に対応した液体燃料が収容されている。液体燃料としては、各種濃度のメタノール水溶液や純メタノール等のメタノール燃料が挙げられる。液体燃料は必ずしもメタノール燃料に限られるものではない。液体燃料は、例えばエタノール水溶液や純エタノール等のエタノール燃料、プロパノール水溶液や純プロパノール等のプロパノール燃料、グリコール水溶液や純グリコール等のグリコール燃料、ジメチルエーテル、ギ酸、その他の液体燃料であってもよい。いずれにしても、燃料収容部102には燃料電池発電部101に応じた液体燃料が収容される。
Liquid fuel corresponding to the fuel cell
燃料分配機構105には燃料収容部102から流路103を介して燃料が導入される。流路103は燃料分配機構105や燃料収容部102と独立した配管に限られるものではない。例えば、燃料分配機構105と燃料収容部102とを積層して一体化する場合、これらを繋ぐ燃料の流路であってもよい。燃料分配機構105は流路103を介して燃料収容部102と接続されていればよい。
Fuel is introduced into the
ここで、燃料分配機構105は図3に示すように、燃料が流路103を介して流入する少なくとも1個の燃料注入口21と、燃料やその気化成分を排出する複数個の燃料排出口22とを有する燃料分配板23を備えている。燃料分配板23の内部には図2に示すように、燃料注入口21から導かれた燃料の通路となる空隙部24が設けられている。複数の燃料排出口22は燃料通路として機能する空隙部24にそれぞれ直接接続されている。
Here, as shown in FIG. 3, the
燃料注入口21から燃料分配機構105に導入された燃料は空隙部24に入り、この燃料通路として機能する空隙部24を介して複数の燃料排出口22にそれぞれ導かれる。複数の燃料排出口22には、例えば燃料の気化成分のみを透過し、液体成分は透過させない気液分離体(図示せず)を配置してもよい。これによって、燃料電池発電部101のアノード(燃料極)13には燃料の気化成分が供給される。なお、気液分離体は燃料分配機構105とアノード13との間に気液分離膜等として設置してもよい。燃料の気化成分は複数の燃料排出口22からアノード13の複数個所に向けて排出される。
The fuel introduced into the
燃料排出口22は燃料電池発電部101の全体に燃料を供給することが可能なように、燃料分配板23のアノード13と接する面に複数設けられている。燃料排出口22の個数は2個以上であればよいが、燃料電池発電部101の面内における燃料供給量を均一化する上で、0.1〜10個/cm2の燃料排出口22が存在するように形成することが好ましい。
A plurality of
燃料分配機構105と燃料収容部102の間を接続する流路103には、燃料移送制御手段としてのポンプ104が挿入されている。このポンプ104は燃料を循環される循環ポンプではなく、あくまでも燃料収容部102から燃料分配機構105に燃料を移送する燃料供給ポンプである。このようなポンプ104で必要時に燃料を送液することによって、燃料供給量の制御性を高めるものである。この場合、ポンプ104としては、少量の燃料を制御性よく送液することができ、さらに小型軽量化が可能という観点から、ロータリーベーンポンプ、電気浸透流ポンプ、ダイアフラムポンプ、しごきポンプ等を使用することが好ましい。ロータリーベーンポンプはモータで羽を回転させて送液するものである。電気浸透流ポンプは電気浸透流現象を起こすシリカ等の焼結多孔体を用いたものである。ダイアフラムポンプは電磁石や圧電セラミックスによりダイアフラムを駆動して送液するものである。しごきポンプは柔軟性を有する燃料流路の一部を圧迫し、燃料をしごき送るものである。これらのうち、駆動電力や大きさ等の観点から、電気浸透流ポンプや圧電セラミックスを有するダイアフラムポンプを使用することがより好ましい。
A
また、ポンプ104には、後述する燃料供給制御回路5が接続され、ポンプ104の駆動が制御される。この点については後述する。
In addition, a fuel
このような構成において、燃料収容部102に収容された燃料は、ポンプ104により流路103を移送され、燃料分配機構105に供給される。そして、燃料分配機構105から放出された燃料は、燃料電池発電部101のアノード(燃料極)13に供給される。燃料電池発電部101内において、燃料はアノードガス拡散層12を拡散してアノード触媒層11に供給される。燃料としてメタノール燃料を用いた場合、アノード触媒層11で下記の(1)式に示すメタノールの内部改質反応が生じる。なお、メタノール燃料として純メタノールを使用した場合には、カソード触媒層14で生成した水や電解質膜17中の水をメタノールと反応させて(1)式の内部改質反応を生起させる。あるいは、水を必要としない他の反応機構により内部改質反応を生じさせる。
In such a configuration, the fuel stored in the
CH3OH+H2O → CO2+6H++6e- …(1)
この反応で生成した電子(e-)は集電体を経由して外部に導かれ、いわゆる出力として負荷側に供給された後、カソード(空気極)16に導かれる。また、(1)式の内部改質反応で生成したプロトン(H+)は電解質膜17を経てカソード16に導かれる。カソード16には酸化剤として空気が供給される。カソード16に到達した電子(e-)とプロトン(H+)は、カソード触媒層14で空気中の酸素と下記の(2)式にしたがって反応し、この反応に伴って水が生成される。
CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 6H + + 6e − (1)
Electrons (e − ) generated by this reaction are guided to the outside via a current collector, supplied to the load side as so-called output, and then guided to the cathode (air electrode) 16. Further, protons (H + ) generated by the internal reforming reaction of the formula (1) are guided to the
6e-+6H++(3/2)O2 → 3H2O …(2)
図1に戻って、このように構成された燃料電池本体1は、燃料電池発電部(セル)101に第2の温度検出手段としての温度センサ106が設けられている。この温度センサ106は、燃料電池発電部(セル)101の発熱部の温度を検出するもので、例えば、サーミスタや熱電対からなり、図2に示す燃料電池発電部(セル)101のカソード(空気極)16に配置されている。また、温度センサ106は、発熱温度に対応する検出信号を制御部7に出力する。制御部7については、後述する。
6e − + 6H + + (3/2) O 2 → 3H 2 O (2)
Returning to FIG. 1, in the fuel cell main body 1 configured in this way, the fuel cell power generation unit (cell) 101 is provided with a
燃料電池本体1には、出力検出部6及び出力調整手段としてDC−DCコンバータ(電圧調整回路)2が接続されている。出力検出部6は、燃料電池発電部(セル)101の出力として出力電圧Vo及び出力電流Ioを検出し、これら出力電圧Vo及び出力電流Ioにそれぞれ対応する検出信号を制御部7に出力する。
The fuel cell body 1 is connected to an
DC−DCコンバータ2は、不図示のスイッチング要素とエネルギー蓄積要素を有し、これらスイッチング要素とエネルギー蓄積要素により燃料電池本体1で発電された電気エネルギーを蓄積/放出させ、燃料電池本体1からの比較的低い出力電圧を十分の電圧まで昇圧して生成される出力を発生する。このDC−DCコンバータ2の出力は、補助電源4に供給される。
The DC-
なお、ここでは標準的な昇圧型のDC−DCコンバータ2を示したが、昇圧動作が可能なものならば、他の回路方式のものでも実施可能である。
Although the standard boost type DC-
DC−DCコンバータ2の出力端には、補助電源4が接続されている。この補助電源4は、DC−DCコンバータ2の出力により充電可能としたもので、電子機器本体3の瞬間的な負荷変動に対して電流を供給し、また、燃料枯渇状態になって前記燃料電池本体1が発電不能に陥った場合に電子機器本体3の駆動電源として用いられる。この補助電源4には、充放電可能な二次電池(例えばリチウムイオン充電池(LIB))や電気二重層コンデンサ)が用いられる。
An
補助電源4には、燃料供給制御回路5が接続されている。この燃料供給制御回路5は、補助電源4を電源としてポンプ104の動作を制御するもので、制御部7の指示に基づいてポンプ104をオン/オフ制御する。
A fuel
燃料供給制御回路5には、制御部7が接続されている。
A controller 7 is connected to the fuel
制御部7は、システム全体を制御するもので、出力設定部701、基準温度設定部702、タイマー703及びポンプ制御信号発生部704を有している。出力設定部701は、燃料電池起動時の動作基準値となる基準電圧及び基準電流などを記憶している。基準温度設定部702は、燃料電池本体1の起動から定常運転までの期間で設定される各基準温度を記憶している。タイマー703は、燃料電池起動時の予め設定された各時間をカウントするとともに、ポンプ104のオン時間を決定するオンタイマー及びポンプ104のオフ時間を決定するオンタイマーとしても動作する。ポンプ制御信号発生部704は、オンタイマー及びオンタイマーの動作に応じてポンプ104の動作時間を決定するオン信号とポンプ104の停止時間を決定するオフ信号を出力するとともに、出力検出部6の検出信号と出力設定部701に記憶される出力電圧及び出力電流の各設定値との比較結果、温度センサ106の出力と基準温度設定部702に記憶される基準温度との比較結果及びタイマー703のカウント値などに応じてポンプ104のオン/オフ信号を出力する。
The control unit 7 controls the entire system, and includes an
次に、このように構成された実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described.
いま、燃料電池システムの起動指示により、制御部7において図5に示すフローチャートが実行される。 Now, according to the start instruction of the fuel cell system, the flowchart shown in FIG.
まず、ステップ501で、ポンプ104への燃料の初期供給が指示される。この場合の燃料供給は、ポンプ制御信号発生部704よりポンプ104のオン信号を出力し、ポンプ104の流量最大の状態で、第1の所定時間だけ実行する。このときのオン信号の発生時間は、タイマー703によりカウントされる。そして、第1の所定時間が経過すると、ステップ502に進む。
First, in
ステップ502では、起動から第2の所定時間(例えば第1の所定時間の3倍)以内で出力電圧が基準電圧に到達したか判断する。この判断は、出力検出部6の検出信号(出力電圧Vo)と、出力設定部701に記憶された基準電圧との比較結果により判断される。ここで、NOと判断されると、ステップ503に進む。ステップ503では、燃料の初期供給が3回目かが判断される。この場合、NOならば、ステップ501に戻り、2回目の燃料の初期供給を行い、以下、ステップ502において、第2の所定時間以内で出力電圧が基準電圧に到達したと判断されるまで、ステップ501〜503の動作を繰り返して実行する。その後、このような繰り返し動作により、ステップ503で燃料の初期供給が3回目と判断されると、ステップ504に進み、燃料電池システムの起動エラーとして処理する。つまり、ポンプ104への燃料の初期供給を3回まで繰り返し、それでも出力電圧が基準電圧に達しない場合は、電子機器本体3への給電は困難と判断しエラー処理する。
In
一方、ステップ502において、第2の所定時間以内で出力電圧が基準電圧に到達したと判断されると、ステップ505に進む。ステップ505では、電子機器本体3への給電、つまり負荷を開始するとともに、起動から第2の所定時間の3倍強の第3の所定時間以内に出力電流が基準電流以上になったかが判断される。この場合の判断は、出力検出部6の検出信号(出力電流Io)と、出力設定部701に記憶された基準電流との比較結果により行われる。ここで、NOと判断された場合は、電子機器本体3への給電は困難と判断しエラー処理する(ステップ506)。一方、YESと判断された場合は、ステップ507に進む。ステップ507では、燃料電池発電部(セル)101の発熱温度が基準温度の第1の基準温度より小さいかが判断される。この場合、燃料電池発電部(セル)101の発熱温度は、温度センサ106の検出信号により取得される。また、第1の基準温度は、基準温度設定部702に予め記憶されている。
On the other hand, if it is determined in
ここで、温度センサ106で検出される燃料電池発電部(セル)101の発熱温度が基準温度より小さくYESと判断されると、つまり、上述のステップ501からステップ505までの初期時の燃料供給により定常運転時の基準温度、ここでは第1の基準温度に達しない場合は、ステップ508に進む。ステップ508では、第4の所定時間以上連続して出力電流の増加分(ΔI)がゼロかが判断される。このときの第4の所定時間以上は、タイマー703によりカウントされる。
Here, if it is determined that the heat generation temperature of the fuel cell power generation unit (cell) 101 detected by the
ここで、YESと判断されると、このタイミングで燃料電池発電部(セル)101の発熱温度が第1の基準温度よりも僅かに低い第1の所定温度より低いこと(ステップ509)を条件に、ステップ510に進む。この場合の第1の所定温度も基準温度設定部702に予め記憶されている。ステップ509は、追加の燃料供給により過剰に温度上昇するのを防止するため第1の基準温度よりも僅かに低い第1の所定温度にあることを確認するためである。 If YES is determined here, the heat generation temperature of the fuel cell power generation unit (cell) 101 is lower than the first predetermined temperature slightly lower than the first reference temperature at this timing (step 509). , Go to Step 510. The first predetermined temperature in this case is also stored in the reference temperature setting unit 702 in advance. Step 509 is for confirming that the temperature is at a first predetermined temperature slightly lower than the first reference temperature in order to prevent an excessive increase in temperature due to the additional fuel supply.
ステップ510では、追加の燃料供給が4回目かが判断される。ここで、NOであれば、ステップ511に進み、ポンプ制御信号発生部704よりポンプ104のオン信号を出力し、ポンプ104を、例えば第1の所定時間と同様の時間だけ動作させ、燃料の追加供給を行う。そして、ステップ512で、第2の所定時間経過したことを確認したのち、ステップ507に戻って、燃料電池発電部(セル)101の発熱温度が第1の基準温度より小さいか判断する。このときのポンプ104のオン信号の発生時間及び燃料の追加供給後の第2の所定時間の経過時間は、タイマー703によりカウントされる。
In
この状態で、燃料電池発電部(セル)101の発熱温度が第1の基準温度より高くなっていて、N0と判断されると、ステップ513以降の定常運転モードに移行する。定常運転については後述する。一方、ステップ507において、依然として燃料電池発電部(セル)101の発熱温度が第1の基準温度より低いため、N0と判断されると、上述したステップ508以降の動作が実行される。この場合、ステップ508において、第4の所定時間以上連続して出力電流の増加分(ΔI)がゼロでなく、NOと判断された場合は、ステップ507に戻って、再度燃料電池発電部(セル)101の発熱温度が基準温度より小さいかが判断され、ここで、燃料電池発電部(セル)101の発熱温度が第1の基準温度より高く、N0と判断されると、ステップ513以降の定常運転モードに移行する。一方、ステップ508において、依然として第4の所定時間以上連続して出力電流の増加分(ΔI)がゼロで、YESと判断されると、さらにステップ509以降の追加の燃料供給が実行される。その後、このような繰り返し動作により、ステップ510で、追加の燃料供給が4回目と判断されると、つまり、4回の追加燃料供給にも定常運転時の第1の基準温度に達しない場合は、ポンプ104の流量が少なく過昇温の可能性はないものと判断してステップ513の定常運転モードに移行する。
In this state, if the heat generation temperature of the fuel cell power generation unit (cell) 101 is higher than the first reference temperature and is determined to be N0, the process proceeds to the steady operation mode after
ステップ513以降の定常運転モードでは、まず、ステップ514で、燃料電池発電部(セル)101の発熱温度が第1の基準温度以下に低下したかが判断される。ここで、NOならば、この状態のままで定常運転を続ける。
In the steady operation mode after
その後、燃料電池発電部(セル)101の発熱温度が第1の基準温度以下に低下すると、ステップ514でYESと判断され、ステップ515に進む。ステップ515では、タイマー703をオンタイマーとして動作させ、第5の所定時間のオン動作を開始する。この場合、ポンプ制御信号発生部704よりポンプ104のオン信号を出力して燃料電池発電部(セル)101への燃料供給を行う。そして、ステップ516に進み、オンタイマーの第5の所定時間以内に燃料電池発電部(セル)101の発熱温度が第2の基準温度以上に上昇したかを判断する。ここでの第2の基準温度は、基準温度設定部702に予め記憶されている。
Thereafter, when the heat generation temperature of the fuel cell power generation unit (cell) 101 falls below the first reference temperature, YES is determined in
ステップ516で、YESと判断されると、ステップ517に進む。ステップ517では、オンタイマーをリセットしポンプ104の動作を停止させてステップ514に戻る。一方、ステップ516において、第5の所定時間以内に燃料電池発電部(セル)101の発熱温度が第2の基準温度以上に上昇することなく、NOと判断されると、ステップ518に進む。
If YES is determined in the
ステップ518では、タイマー703をオフタイマーとして動作させ、第6の所定時間(たとえば、第5の所定時間の3倍)の動作を開始する。この場合、ポンプ制御信号発生部704よりポンプ104のオフ信号を出力して燃料電池発電部(セル)101への燃料供給を停止する。そして、ステップ519に進み、第6の所定時間以内に燃料電池発電部(セル)101の発熱温度が第2の基準温度以上に上昇したかを判断する。ここで、発熱温度が第2の基準温度以上に上昇してYESと判断されると、ステップ517に進み、オフタイマーをリセットしてポンプ104の動作を停止したままステップ514に戻る。
In
一方、ステップ519において、第6の所定時間以内に燃料電池発電部(セル)101の発熱温度が第2の基準温度以上に上昇することなく、NOと判断されると、ステップ520に進む。ステップ520では、オフタイマーによる第6の所定時間のカウントが終了すると、ステップ517に進み、オフタイマーをリセットしてポンプ104の動作を停止したままステップ514に戻る。
On the other hand, if it is determined in
したがって、このようにすれば、燃料電池システムの起動時の燃料電池発電部(セル)101への燃料の初期供給を、所定時間内に所定の基準電圧が出力されるまで複数回に分けて実行し起動時の燃料供給が常に最適量になるようにした。この場合、ポンプ104による燃料電池発電部(セル)101への1供給当たりの燃料量をQ1(ここで、Q1は可変値:各種の条件やばらつき等も含めて最小Q1minから最大Q1max)、燃料電池発電部(セル)101が起動時に必要とする燃料量をQ2(ここで、Q2は固定値:各種の条件やばらつき等も含めて最小Q2minから最大Q2max)としたとき、起動初期時の燃料供給は、常にQ1≦Q2となるようにQ1max≦Q2minに設定する。そして、燃料供給により第2の所定時間経過しても出力電圧が基準電圧に達しない場合は、上述した燃料供給を再度実行する。ここで、Q1min×供給回数(例えば3回)になっても基準電圧に達しない場合は、エラーとして処理し、また、基準電圧に達したならば、電子機器本体3への給電、つまり負荷を開始する。さらに負荷開始後も、第3の所定時間内に出力電流が基準電流に達しない場合は、エラーとして処理し、また、基準電流に達したならば、定常運転モードへの移行を可能にするようにした。この場合、燃料電池発電部(セル)101の出力電圧Voは、図4(a)のA2に示すように燃料の供給開始toから比較的時間をかけて上昇するようになり、これにより、燃料電池発電部(セル)101の発熱温度Toも、同図(b)のB2に示すように燃料の供給開始から時間をかけて上昇し基準温度TAに基づいて制御されるようになり、上限温度TBも超えて上昇するようなことがなくなる。この結果、ポンプ104による燃料供給量のバラツキ、燃料電池発電部(セル)101の個体差、周囲環境(外気温)など各種の原因が存在しても、燃料の初期供給を最適量に調整することが可能で、起動時の出力のスムーズな立ち上げを実現できるので、燃料電池発電部(セル)101での発熱温度が上限温度TBを超えて異常に上昇し、システムを組み込んだ電子部品などに悪影響を及ぼすような事態を確実に防止することができる。
Therefore, in this way, the initial supply of fuel to the fuel cell power generation unit (cell) 101 at the time of starting the fuel cell system is performed in multiple times until a predetermined reference voltage is output within a predetermined time. The fuel supply at startup is always the optimum amount. In this case, the amount of fuel per supply to the fuel cell power generation unit (cell) 101 by the
また、燃料の初期供給の過程で燃料電池発電部(セル)101の発熱温度を監視し、起動時の燃料電池発電部(セル)101での発熱温度が常に最適になるようにも制御するようにした。この場合、燃料電池発電部(セル)101の発熱温度を監視し、この発熱温度が第1の基準温度に達すれば、速やかに定常運転モードに移行し、一方、第1の基準温度に達しない場合は、出力電流の増加分(ΔI)がΔI<0ならば、さらに燃料の追加供給を行う。この場合の燃料の追加供給は、発熱温度が第1の基準温度より低い第1の所定温度よりさらに低いことを条件に実行し、追加の燃料供給により過剰に温度上昇するのを防止している。そして、追加の燃料供給を複数回(例えば4回)繰り返しても第1の基準温度に達しない場合は、過昇温の可能性はないものと判断して定常運転モードに移行するようにした。これにより、例えば燃料の初期供給の過程で燃料電池発電部(セル)101への燃料供給量が不足し、燃料電池発電部(セル)101の発熱温度が第1の基準温度まで上昇せず出力電流の増加が得られない場合、さらに燃料の追加供給を行うことで、燃料電池発電部(セル)101を定常運転モードに必要な基準温度まで上昇させるようにできるので、起動時の立ち上げをスムーズにして定常運転モードまで速やかに移行することができ、電子機器の電源として使い勝手を改善することができる。また、燃料の追加供給は、燃料電池発電部(セル)101の発熱温度が第1の基準温度よりさらに低いことを条件に実行するようにしたので、追加の燃料供給により過剰に温度上昇するのも確実に防止することもできる。 In addition, the heat generation temperature of the fuel cell power generation unit (cell) 101 is monitored in the course of the initial fuel supply, and control is performed so that the heat generation temperature in the fuel cell power generation unit (cell) 101 at the time of startup is always optimal. I made it. In this case, the heat generation temperature of the fuel cell power generation unit (cell) 101 is monitored, and if the heat generation temperature reaches the first reference temperature, the operation mode is quickly shifted to the steady operation mode, while the first reference temperature is not reached. In this case, if the increase (ΔI) in the output current is ΔI <0, additional fuel is supplied. The additional supply of fuel in this case is executed on condition that the heat generation temperature is further lower than the first predetermined temperature lower than the first reference temperature, and prevents an excessive increase in temperature due to the additional fuel supply. . If the first reference temperature is not reached even if the additional fuel supply is repeated a plurality of times (for example, four times), it is determined that there is no possibility of overheating, and the mode is shifted to the steady operation mode. . As a result, for example, the amount of fuel supplied to the fuel cell power generation unit (cell) 101 becomes insufficient during the initial fuel supply, and the heat generation temperature of the fuel cell power generation unit (cell) 101 does not rise to the first reference temperature and is output. If an increase in current cannot be obtained, the fuel cell power generation unit (cell) 101 can be raised to the reference temperature required for the steady operation mode by performing additional supply of fuel. Smooth and quick transition to the steady operation mode can be achieved, and usability can be improved as a power source for electronic equipment. Further, since the additional fuel supply is executed on condition that the heat generation temperature of the fuel cell power generation unit (cell) 101 is lower than the first reference temperature, the temperature rises excessively due to the additional fuel supply. Can also be reliably prevented.
(変形例1)
第1の実施の形態では、燃料電池システムの起動時の燃料電池発電部(セル)101への燃料の初期供給を、所定時間内に所定の基準電圧が出力されるまで複数回に分けて実行し、その後、燃料電池発電部(セル)101の発熱温度が基準温度まで上昇せず出力電流の増加が得られない場合、さらに燃料の追加供給を行うようにしたが、この変形例1では、燃料電池発電部(セル)101への燃料の初期供給を、所定時間内に所定の基準電圧が出力されるまで複数回に分けて実行し、この過程で、燃料電池発電部(セル)101が基準電圧に達したならば、負荷を開始し、さらに負荷開始後の一定時間内に出力電流が基準電流に達したことで直ちに定常運転モードに移行するようにした。
(Modification 1)
In the first embodiment, the initial supply of fuel to the fuel cell power generation unit (cell) 101 at the start of the fuel cell system is performed in multiple times until a predetermined reference voltage is output within a predetermined time. Then, when the heat generation temperature of the fuel cell power generation unit (cell) 101 does not rise to the reference temperature and an increase in the output current cannot be obtained, additional fuel supply is performed. The initial supply of fuel to the fuel cell power generation unit (cell) 101 is executed in a plurality of times until a predetermined reference voltage is output within a predetermined time. In this process, the fuel cell power generation unit (cell) 101 When the reference voltage is reached, the load is started, and further, the output current reaches the reference current within a certain time after the start of the load, so that the mode immediately shifts to the steady operation mode.
このようにしても、燃料の初期供給を最適量に調整することが可能となり、第1の実施の形態で述べたと同様な効果を得ることができる。 Even in this case, it becomes possible to adjust the initial supply of the fuel to the optimum amount, and the same effect as described in the first embodiment can be obtained.
(変形例2)
第1の実施の形態では、燃料電池システムの起動時の燃料電池発電部(セル)101への燃料の初期供給を、所定時間内に所定の基準電圧が出力されるまで複数回に分けて実行し、その後、燃料電池発電部(セル)101の発熱温度が基準温度まで上昇せず出力電流の増加が得られない場合、さらに燃料の追加供給を行うようにしたが、この変形例2では、起動時の燃料の初期供給で、燃料電池発電部(セル)101の発熱温度が基準温度に達しない場合、出力電流の増加分(ΔI)がΔI<0となったら追加の燃料供給を行い、このような追加の燃料供給を複数回繰り返しても基準温度に達しない場合は、過昇温の可能性はないものと判断して定常運転モードに移行するようにした。
(Modification 2)
In the first embodiment, the initial supply of fuel to the fuel cell power generation unit (cell) 101 at the start of the fuel cell system is performed in multiple times until a predetermined reference voltage is output within a predetermined time. Then, when the heat generation temperature of the fuel cell power generation unit (cell) 101 does not rise to the reference temperature and an increase in output current cannot be obtained, additional fuel supply is performed. If the heat generation temperature of the fuel cell power generation unit (cell) 101 does not reach the reference temperature in the initial supply of fuel at startup, additional fuel supply is performed when the increase in output current (ΔI) becomes ΔI <0, If the reference temperature is not reached even when such additional fuel supply is repeated a plurality of times, it is determined that there is no possibility of overheating, and the operation mode is shifted to the steady operation mode.
このようにしても、燃料の初期供給を適正に調整することが可能となり、第1の実施の形態で述べたと同様な効果を得ることができる。 Even in this case, it becomes possible to appropriately adjust the initial supply of fuel, and the same effect as described in the first embodiment can be obtained.
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、出力設定部701に設定される基準電圧及び基準電流、基準温度設定部702に設定される基準温度及び所定温度、タイマー703に設定される各種時間は、実際に使用される燃料電池システムに応じて任意に設定される。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the implementation stage, it can change variously in the range which does not change the summary. For example, the reference voltage and reference current set in the
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。 Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and is described in the column of the effect of the invention. If the above effect is obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
さらに燃料電池発電部へ供給される液体燃料の気化成分においても、全て液体燃料の気化成分を供給してもよいが、一部が液体状態で供給される場合であっても本発明を適用することができる。 Further, the vaporized component of the liquid fuel supplied to the fuel cell power generation unit may be all supplied as the vaporized component of the liquid fuel, but the present invention is applied even when a part is supplied in the liquid state. be able to.
1…燃料電池本体、101…燃料電池発電部
102…燃料収容部、103…流路
104…ポンプ、105…燃料分配機構
106…温度センサ、2…DC/DCコンバータ、3…電子機器本体
4…補助電源、5…燃料供給制御回路
6…出力検出部、7…制御部、
701…出力設定部、702…基準温度設定部、
703…タイマー、704…ポンプ制御信号発生部、
11…アノード触媒層、12…アノードガス拡散層
13…アノード、14…カソード触媒層
15…カソードガス拡散層、16…カソード
17…電解質膜、18…カバープレート
19…Oリング、21…燃料注入口
22…燃料排出口、23…燃料分配板
24…空隙部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell main body, 101 ... Fuel cell electric
701: Output setting unit, 702: Reference temperature setting unit,
703 ... Timer, 704 ... Pump control signal generator,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Anode catalyst layer, 12 ... Anode
Claims (5)
前記燃料電池本体の温度を検出する温度検出手段と、
前記燃料電池本体の出力電圧及び出力電流を検出する出力検出手段と、
前記燃料電池本体の起動から定常運転まで前記燃料電池本体への燃料供給を制御する制御手段と、を具備し、
前記制御手段は、前記燃料電池本体起動時の燃料の初期供給により所定時間経過しても前記出力検出手段で検出される出力電圧が基準電圧に達しないと前記燃料の供給を所定回数繰り返し、前記出力電圧が基準電圧に達したら、一定時間内に前記出力検出手段で検出される出力電流が基準電流に達し、さらに前記温度検出手段で検出される前記燃料電池本体の発熱温度が基準温度に達したことで前記燃料電池本体の燃料供給を定常運転に移行させ、前記燃料電池本体の発熱温度が基準温度に達しないと、前記出力電流の増加分(ΔI)がΔI<0で前記燃料電池本体への燃料の追加供給を行い、該追加の燃料供給を繰り返しても前記基準温度に達しないときは前記燃料電池本体の燃料供給を定常運転に移行させるように制御することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell main body having a power generation unit for generating electric power from fuel;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the fuel cell body;
Output detection means for detecting an output voltage and an output current of the fuel cell body;
Control means for controlling fuel supply to the fuel cell main body from start-up to steady operation of the fuel cell main body,
The control means repeats the fuel supply a predetermined number of times if the output voltage detected by the output detection means does not reach a reference voltage even after a predetermined time has elapsed due to the initial supply of fuel at the time of starting the fuel cell body, When the output voltage reaches the reference voltage, the output current detected by the output detection means reaches the reference current within a certain time, and the heating temperature of the fuel cell body detected by the temperature detection means reaches the reference temperature. Therefore, if the fuel supply of the fuel cell body is shifted to a steady operation and the heat generation temperature of the fuel cell body does not reach the reference temperature, the increase (ΔI) of the output current is ΔI <0 and the fuel cell body The fuel is supplied to the fuel cell, and if the reference temperature is not reached even if the additional fuel supply is repeated, the fuel supply of the fuel cell main body is controlled to shift to a steady operation. Fuel cell system.
前記燃料電池本体の温度を検出する温度検出手段と、
前記燃料電池本体の出力電圧及び出力電流を検出する出力検出手段と、
前記燃料電池本体の起動から定常運転まで前記燃料電池本体への燃料供給を制御する制御手段と、を具備し、
前記制御手段は、前記燃料電池本体起動時の燃料の初期供給により所定時間経過しても前記出力検出手段で検出される出力電圧が基準電圧に達しないと前記燃料の供給を所定回数繰り返し、前記出力電圧が基準電圧に達したら、一定時間内に前記出力検出手段で検出される出力電流が基準電流に達したことで前記燃料電池本体の燃料供給を定常運転に移行させるように制御することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell main body having a power generation unit for generating electric power from fuel;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the fuel cell body;
Output detection means for detecting an output voltage and an output current of the fuel cell body;
Control means for controlling fuel supply to the fuel cell main body from start-up to steady operation of the fuel cell main body,
The control means repeats the fuel supply a predetermined number of times if the output voltage detected by the output detection means does not reach a reference voltage even after a predetermined time has elapsed due to the initial supply of fuel at the time of starting the fuel cell body, When the output voltage reaches the reference voltage, control is performed so that the fuel supply of the fuel cell main body shifts to a steady operation because the output current detected by the output detection means reaches the reference current within a predetermined time. A fuel cell system.
前記燃料電池本体の温度を検出する温度検出手段と、
前記燃料電池本体の出力電圧及び出力電流を検出する出力検出手段と、
前記燃料電池本体の起動から定常運転まで前記燃料電池本体への燃料供給を制御する制御手段と、を具備し、
前記制御手段は、前記燃料電池本体の起動時の燃料の初期供給により前記温度検出手段で検出される前記燃料電池本体の発熱温度が基準温度に達しないと、前記出力検出手段で検出される出力電流の増加分(ΔI)がΔI<0で前記燃料電池本体への燃料の追加供給を行い、該追加の燃料供給を繰り返しても前記基準温度に達しないときは前記燃料電池本体の燃料供給を定常運転に移行させるように制御することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell main body having a power generation unit for generating electric power from fuel;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the fuel cell body;
Output detection means for detecting an output voltage and an output current of the fuel cell body;
Control means for controlling fuel supply to the fuel cell main body from start-up to steady operation of the fuel cell main body,
The control means outputs the output detected by the output detection means when the heat generation temperature of the fuel cell main body detected by the temperature detection means by the initial supply of fuel at the start of the fuel cell main body does not reach a reference temperature. When the increase in current (ΔI) is ΔI <0, additional fuel is supplied to the fuel cell main body. If the reference temperature is not reached even after repeating the additional fuel supply, the fuel cell main body is supplied with fuel. A fuel cell system controlled to shift to a steady operation.
Priority Applications (2)
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