JP2010270700A - 燃料電池用コンプレッサの停止制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガス動圧軸受144でロータシャフト143を支持するモータ145によって駆動され、燃料電池2のカソード電極にカソードガスを供給する燃料電池用コンプレッサ14の停止制御装置であって、ロータシャフト143を正回転させる外力の付加を停止してロータシャフト143の回転を低下させる第1ブレーキ手段(S6)と、燃料電池2のアノード電極に供給されるアノードガスの圧力と大気圧との差圧が所定圧よりも小さくなった後に、ロータシャフト143を逆回転させる外力を付加してロータシャフト143の回転を低下させる第2ブレーキ手段(S8)と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図4
Description
燃料電池は電解質膜をアノード電極(燃料極)とカソード電極(酸化剤極)とによって挟み、アノード電極に水素を含有するアノードガス(燃料ガス)、カソード電極に酸素を含有するカソードガス(酸化剤ガス)を供給することによって発電する。アノード電極及びカソード電極の両電極において進行する電極反応は以下の通りである。
カソード電極 : 4H+ +4e- +O2 →2H2O …(2)
この(1)(2)の電極反応によって燃料電池は1ボルト程度の起電力を生じる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本発明の第2実施形態は、アノードガス圧と大気圧との差圧が所定の限界圧より小さくなったときに回生を実施する点で第1実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本発明の第3実施形態は、電動コンプレッサ14の回転速度が所定のアイドル回転速度より小さくなったときに電気ブレーキをかける点で第1実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。本発明の第4実施形態は、排気通路8を流れる排気中の水素濃度が所定濃度より低くなってから電気ブレーキをかける点で第1実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。
次に、本発明の第5実施形態について説明する。本発明の第5実施形態は、遮断弁51を閉じた後に電気ブレーキをかける点で第1実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。
5 アノードガス排出通路
7 カソードガス排出通路
8 排気通路(カソードガス排出通路)
10 バッテリ(蓄電手段)
14 電動コンプレッサ(燃料電池用コンプレッサ)
51 遮断弁(開閉弁)
81 水素濃度センサ
142 ステータ
143 ロータシャフト
144 空気動圧軸受(ガス動圧軸受)
145 モータ
S6 第1ブレーキ手段
S8 第2ブレーキ手段
S21 第1ブレーキ手段
S25 第2ブレーキ手段
Claims (7)
- ガス動圧軸受でロータシャフトを支持するモータによって駆動され、燃料電池のカソード電極にカソードガスを供給する燃料電池用コンプレッサの停止制御装置であって、
前記ロータシャフトを正回転させる外力の付加を停止して前記ロータシャフトの回転を低下させる第1ブレーキ手段と、
前記燃料電池のアノード電極に供給されるアノードガスの圧力と大気圧との差圧が所定圧よりも小さくなった後に、前記ロータシャフトを逆回転させる外力を付加して前記ロータシャフトの回転を低下させる第2ブレーキ手段と、
を備えることを特徴とする燃料電池用コンプレッサの停止制御装置。 - 前記第2ブレーキ手段は、
前記モータのステータが形成する回転磁界を前記ロータシャフトが正回転しているときとは逆転させて、前記ロータシャフトを逆回転させる外力を付加して前記ロータシャフトの回転を低下させる
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用コンプレッサの停止制御装置。 - 前記燃料電池及び前記モータに電気的に接続される充放電可能な蓄電手段を備え、
前記第2ブレーキ手段は、
前記モータをジェネレータとして機能させて回生を実施することで、前記ロータシャフトを逆回転させる外力を付加して前記ロータシャフトの回転を低下させる
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用コンプレッサの停止制御装置。 - 前記ロータシャフトを逆回転させる外力を付加する前に、前記蓄電手段に充電可能な電力量が回生による発電電力量以上となるように、前記蓄電手段の蓄電量を調整する
ことを特徴とする請求項3に記載の燃料電池用コンプレッサの停止制御装置。 - 前記ロータシャフトを逆回転させる外力を付加する前に、前記燃料電池スタックがアイドル運転状態となるように、前記アノードガス及びカソードガスの供給量を制御する
ことを特徴とする請求項2に記載の燃料電池用コンプレッサの停止制御装置。 - 前記カソード電極から排出されたカソードオフガスが流れるカソードガス排出通路と、
前記カソードガス排出通路に挿入されて、そのカソードガス排出通路内に前記アノード電極から排出されたアノードオフガスを流入させるアノードガス排出通路と、
前記アノードガス排出通路の挿入部よりも下流のカソードガス排出通路に設けられて、カソードガス排出通路内の水素濃度を検出する水素濃度センサと、
を備え、
前記第2ブレーキ手段は、
前記燃料電池のアノード電極に供給されるアノードガスの圧力と大気圧との差圧が所定圧よりも小さくなり、かつ、前記濃度センサによって検出した水素濃度が所定濃度よりも低くなった後に、前記ロータシャフトを逆回転させる外力を付加して前記ロータシャフトの回転を低下させる
ことを特徴とする請求項1から5までのいずれか1つに記載の燃料電池用コンプレッサの停止制御装置。 - 前記カソード電極から排出されたカソードオフガスが流れるカソードガス排出通路と、
前記カソードガス排出通路に挿入されて、そのカソードガス排出通路内に前記アノード電極から排出されたアノードオフガスを流入させるアノードガス排出通路と、
前記アノードガス排出通路に設けられて、前記カソードガス排出通路内に流入させるアノードガス量を調節する開閉弁と、
を備え、
前記ロータシャフトを逆回転させる外力を付加する前に、前記開閉弁を全閉とする
ことを特徴とする請求項1から5までのいずれか1つに記載の燃料電池用コンプレッサの停止制御装置。
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