JP2011048922A - Fuel cell system, and operation stop method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料ガス流路に供給される燃料ガス及び酸化剤ガス流路に供給される酸化剤ガスの電気化学反応により発電する燃料電池と、前記燃料ガス流路内の流体を、前記燃料電池の外部に排出する排出弁機構と、前記燃料電池の停止後に、前記排出弁機構を定期的に制御する制御機構とを備える燃料電池システム及びその運転停止方法に関する。 The present invention relates to a fuel cell that generates electric power by an electrochemical reaction between a fuel gas supplied to a fuel gas flow channel and an oxidant gas supplied to an oxidant gas flow channel, and a fluid in the fuel gas flow channel The present invention relates to a fuel cell system including a discharge valve mechanism that discharges to the outside of a battery, and a control mechanism that periodically controls the discharge valve mechanism after the fuel cell is stopped, and an operation stop method thereof.
燃料電池は、燃料ガス(主に水素を含有するガス)及び酸化剤ガス(主に酸素を含有するガス)をアノード電極及びカソード電極に供給して電気化学的に反応させることにより、直流の電気エネルギを得るシステムである。 A fuel cell supplies direct current electricity by supplying a fuel gas (mainly containing hydrogen) and an oxidant gas (mainly containing oxygen) to an anode electrode and a cathode electrode to cause an electrochemical reaction. It is a system for obtaining energy.
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード電極及びカソード電極を設けた電解質膜・電極構造体(MEA)を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。この種の発電セルは、通常、電解質膜・電極構造体及びセパレータを所定数だけ交互に積層することにより、燃料電池スタックとして構成されるとともに、例えば、車載用に使用されている。 For example, a polymer electrolyte fuel cell has a power generation cell in which an electrolyte membrane / electrode structure (MEA) provided with an anode electrode and a cathode electrode on both sides of an electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane is sandwiched by separators. I have. This type of power generation cell is normally configured as a fuel cell stack by alternately stacking a predetermined number of electrolyte membrane / electrode structures and separators, and is used, for example, in a vehicle.
この種の燃料電池スタックでは、通常、低温起動時に暖機処理が行われている。例えば、特許文献1に開示されている燃料電池システムでは、燃料電池スタックの温度が第1の所定温度以上で、且つ前記燃料電池スタックの温度上昇速度が所定閾値より小さいときには暖機発電を継続し、この後に該燃料電池スタックの温度上昇速度が所定閾値よりも大きくなったことを検知したときに暖機発電を終了している。
In this type of fuel cell stack, warm-up processing is usually performed at low temperature startup. For example, in the fuel cell system disclosed in
これにより、起動時に燃料電池スタックの暖機発電を実施し、前記燃料電池スタックの温度上昇速度の変化に基づいて、該燃料電池スタックの内部に部分的な凍結が残っていることのないタイミングで暖機発電を終了させることができる、としている。 Thereby, the warm-up power generation of the fuel cell stack is performed at the start-up, and at the timing at which partial freezing does not remain inside the fuel cell stack based on the change in the temperature rise rate of the fuel cell stack. The warm-up power generation can be terminated.
一般的に、燃料電池スタックでは、発電中に生成される水が、前記燃料電池スタックからパージライン(掃気ライン)やドレインラインに排出されるため、前記パージラインや前記ドレインラインに前記水が残存し易い。 Generally, in a fuel cell stack, water generated during power generation is discharged from the fuel cell stack to a purge line (scavenging line) or a drain line, so that the water remains in the purge line or the drain line. Easy to do.
従って、上記の特許文献1では、特に氷点下において、燃料電池スタックがソーク(放置)されると、このソーク中に定期的に行われるRTC(Real Time Clock)掃気の開始時に、パージラインやドレインラインが凍結するおそれがある。
Therefore, in
その際、パージラインが凍結すると、次回の氷点下起動時に、OCV(開回路電圧)チェックに伴って行われるパージ処理不足が惹起し、発電が停止するという問題がある。しかも、ソーク中のRTC掃気処理が不十分になり、次回の氷点下起動時に燃料電池スタックが損傷するおそれがある。 At this time, if the purge line freezes, there is a problem that power generation is stopped due to a shortage of purge processing that occurs in conjunction with an OCV (open circuit voltage) check at the next start of below freezing point. Moreover, the RTC scavenging process in the soak becomes insufficient, and the fuel cell stack may be damaged at the next start-up below freezing point.
一方、ドレインラインが凍結すると、次回の氷点下起動時に、発電安定性が低下して発電が停止するという問題がある。しかも、ソーク中のRTC掃気処理が不十分になり、次回の氷点下起動時に燃料電池スタックが損傷するおそれがある。 On the other hand, when the drain line is frozen, there is a problem that the power generation stability is lowered and power generation is stopped at the next start of below freezing point. Moreover, the RTC scavenging process in the soak becomes insufficient, and the fuel cell stack may be damaged at the next start-up below freezing point.
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な構成及び工程で、燃料ガス流路内の流体を燃料電池の外部に排出する排出弁機構が、RTC掃気時に凍結することを確実に阻止することができ、次回の氷点下起動時に燃料電池スタックが損傷することを可及的に阻止することが可能な燃料電池システム及びその運転停止方法を提供することを目的とする。 The present invention solves this type of problem, and with a simple configuration and process, the discharge valve mechanism for discharging the fluid in the fuel gas flow path to the outside of the fuel cell is surely frozen during RTC scavenging. It is an object of the present invention to provide a fuel cell system that can be prevented and to prevent the fuel cell stack from being damaged as much as possible at the next start of sub-freezing, and a method for shutting down the fuel cell system.
本発明は、燃料ガス流路に供給される燃料ガス及び酸化剤ガス流路に供給される酸化剤ガスの電気化学反応により発電する燃料電池と、前記燃料ガス流路内の流体を、前記燃料電池の外部に排出する排出弁機構と、前記燃料電池の停止後に、前記排出弁機構を定期的に制御する制御機構とを備える燃料電池システム及びその運転停止方法に関するものである。 The present invention relates to a fuel cell that generates electric power by an electrochemical reaction between a fuel gas supplied to a fuel gas flow channel and an oxidant gas supplied to an oxidant gas flow channel, and a fluid in the fuel gas flow channel The present invention relates to a fuel cell system including a discharge valve mechanism that discharges to the outside of a battery, and a control mechanism that periodically controls the discharge valve mechanism after the fuel cell is stopped, and an operation stop method thereof.
燃料電池システムでは、制御機構は、燃料電池の停止後に定期的に制御される排出弁機構が、制御時に凍結する状態にあるか否かを予め判定する凍結判定部を備え、前記燃料電池の停止指令後に前記凍結判定部による凍結判定がなされた際、該凍結判定部による非凍結判定がなされるまで、前記燃料電池の稼動を継続させている。 In the fuel cell system, the control mechanism includes a freezing determination unit that preliminarily determines whether or not the discharge valve mechanism that is periodically controlled after the fuel cell is stopped is in a state of freezing at the time of control. When the freezing determination by the freezing determination unit is made after the command, the operation of the fuel cell is continued until the non-freezing determination is made by the freezing determination unit.
また、凍結判定部は、燃料電池の起動温度を検出する温度センサと、前記燃料電池の発電関連値を検出する発電関連値検出部とを備え、検出された前記起動温度と検出された前記発電関連値とに基づいて、排出弁機構が凍結する状態にあるか否かを判定することが好ましい。 The freezing determination unit includes a temperature sensor that detects a startup temperature of the fuel cell and a power generation related value detection unit that detects a power generation related value of the fuel cell, and the detected startup temperature and the detected power generation It is preferable to determine whether or not the discharge valve mechanism is in a frozen state based on the related value.
さらに、凍結判定部は、検出された発電関連値が、検出された起動温度に応じて設定された発電関連値範囲内にあるか否かにより、排出弁機構が凍結する状態にあるか否かを判定することが好ましい。 Furthermore, the freezing determination unit determines whether or not the discharge valve mechanism is in a frozen state depending on whether or not the detected power generation related value is within a power generation related value range set according to the detected starting temperature. Is preferably determined.
さらにまた、発電関連値は、少なくとも電流積算値、電力積算値又は発電時間のいずれかであることが好ましい。 Furthermore, the power generation related value is preferably at least one of a current integrated value, a power integrated value, and a power generation time.
また、運転停止方法は、燃料電池の停止指令がなされたか否かを判定する工程と、前記燃料電池の停止指令がなされた後に定期的に制御される排出弁機構が、制御時に凍結する状態にあるか否かを予め判定する工程と、前記燃料電池の停止指令後に凍結判定がなされた際、非凍結判定がなされるまで、前記燃料電池の稼動を継続させる工程と、前記非凍結判定がなされた際、システム停止を行う工程とを有している。 The operation stop method includes a step of determining whether or not a fuel cell stop command has been issued, and a state in which the discharge valve mechanism that is periodically controlled after the fuel cell stop command is issued is frozen during control. A step of pre-determining whether or not there is, a step of continuing the operation of the fuel cell until a non-freezing determination is made when a freezing determination is made after the stop command of the fuel cell, and the non-freezing determination are made The system is stopped.
さらに、運転停止方法は、燃料電池の起動温度を検出する工程と、前記燃料電池の発電関連値を検出する工程と、検出された前記起動温度と検出された前記発電関連値とに基づいて、排出弁機構が凍結する状態にあるか否かを判定する工程とを有することが好ましい。 Further, the operation stop method is based on the step of detecting the starting temperature of the fuel cell, the step of detecting the power generation related value of the fuel cell, the detected starting temperature and the detected power generation related value, And determining whether or not the discharge valve mechanism is in a frozen state.
さらにまた、運転停止方法は、検出された発電関連値が、検出された起動温度に応じて設定された発電関連値範囲内にあるか否かにより、排出弁機構が凍結する状態にあるか否かを判定することが好ましい。 Furthermore, in the operation stop method, whether or not the discharge valve mechanism is in a frozen state depending on whether or not the detected power generation related value is within a power generation related value range set according to the detected starting temperature. It is preferable to determine whether or not.
本発明では、燃料電池の停止指令後に凍結判定がなされた際、非凍結判定がなされるまで、燃料電池の稼動を継続させている。このため、燃料電池の停止後に、定期的に制御される排出弁機構が凍結することがない。従って、低温環境下であっても、燃料電池の停止後に、排出弁機構を定期的に確実に制御することができ、燃料ガス流路内の流体を前記燃料電池の外部に良好に排出することが可能になる。 In the present invention, when the freezing determination is made after the stop command of the fuel cell, the operation of the fuel cell is continued until the non-freezing determination is made. For this reason, after the fuel cell is stopped, the periodically controlled discharge valve mechanism does not freeze. Therefore, even in a low-temperature environment, after the fuel cell is stopped, the discharge valve mechanism can be regularly and reliably controlled, and the fluid in the fuel gas flow path can be discharged well to the outside of the fuel cell. Is possible.
これにより、簡単な構成及び工程で、燃料ガス流路内の流体を燃料電池の外部に排出する排出弁機構がRTC掃気時に凍結することを確実に阻止することができ、次回の氷点下起動時に燃料電池スタックが損傷することを可及的に阻止することが可能になる。 As a result, the discharge valve mechanism for discharging the fluid in the fuel gas flow channel to the outside of the fuel cell can be reliably prevented from freezing during the RTC scavenging with a simple configuration and process. It becomes possible to prevent the battery stack from being damaged as much as possible.
図1に示すように、本発明に係る運転停止方法が適用される燃料電池システム10は、酸化剤ガス(以下、単に空気ともいう)及び燃料ガス(以下、単に水素ガスともいう)の電気化学反応により発電する燃料電池スタック12と、前記燃料電池スタック12に空気を供給する空気供給装置14と、前記燃料電池スタック12に水素ガスを供給する水素供給装置16と、前記燃料電池スタック12に冷媒体を供給する冷媒体供給装置(図示せず)と、コントローラ(制御機構)18とを備える。
As shown in FIG. 1, a
燃料電池スタック12は、図示しないが、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜を、カソード電極とアノード電極とで挟持する燃料電池を備え、所定数の前記燃料電池が積層されて構成される。燃料電池スタック12内には、各燃料電池のカソード電極に空気を供給する空気流路(酸化剤ガス流路)20と、各燃料電池のアノード電極に水素を供給する水素流路(燃料ガス流路)22とが設けられる。
Although not shown, the
空気供給装置14は、エアポンプ(又はスーパチャージャ)24を備え、このエアポンプ24から出力される圧縮空気は、空気供給通路26を介して燃料電池スタック12の空気流路20に供給される。空気流路20の出口側には、空気排出通路28の一端が接続されるとともに、前記空気排出通路28の他端は、希釈器30に連通する。
The
水素供給装置16は、高圧水素を貯留する水素タンク32を備える。燃料電池スタック12の水素流路22には、水素タンク32から水素供給通路34を介して水素ガスが供給される。水素供給通路34の途上には、エゼクタ36が配設される。
The
水素流路22の出口側には、水素排出通路38の一端が接続されるとともに、前記水素排出通路38の他端は、エゼクタ36に接続される。エゼクタ36は、水素タンク32から供給される水素ガスを燃料電池スタック12に供給するとともに、前記燃料電池スタック12で使用されなかった未使用の水素ガスを含む排ガスを、水素排出通路38から吸引して、再度、前記燃料電池スタック12に水素ガスとして供給する。
One end of a
水素排出通路38からは、パージライン40及びドレインライン42がそれぞれ分岐される。パージライン40は、パージ弁44を介装して希釈器30に連通する一方、ドレインライン42は、ドレイン弁46を介装して前記希釈器30に連通する。パージ弁44を含むパージライン40と、ドレイン弁46を含むドレインライン42とは、排出弁機構を構成する。
A
燃料電池スタック12には、前記燃料電池スタック12の起動温度を検出するための温度センサ48と、前記燃料電池スタック12の出力電流を測定するための電流センサ50とが設けられる。
The
コントローラ18は、パージ弁44及びドレイン弁46を制御する弁制御部52と、温度センサ48からの温度情報が入力される温度検出部54と、電流センサ50からの測定出力電流を積算する電流積算部56と、燃料電池スタック12の停止後に定期的に制御されるパージ弁44及びドレイン弁46が、凍結する状態にあるか否かを、発電関連値(後述する)に基づいて予め判定する凍結判定部58と、前記燃料電池スタック12の停止後に、前記パージ弁44及び前記ドレイン弁46を一定時間毎(定期的)に制御するRTC(Real Time Clock)制御部60とを有する。
The
コントローラ18には、操作者によって操作されることにより、燃料電池システム10の起動及び停止を行うイグニッションスイッチ62が接続される。コントローラ18には、イグニッションスイッチ62を介して、停止指令が入力される。
The
このように構成される燃料電池システム10の動作について、本実施形態に係る運転停止方法との関連で、図2に示すフローチャートに沿って、以下に説明する。
The operation of the
先ず、イグニッションスイッチ62がオンされると(ステップS1)、コントローラ18には、燃料電池システム10の起動信号が入力される。コントローラ18では、温度センサ48から温度検出部54に入力される燃料電池スタック12の起動温度が検出される(ステップS2)。次いで、この検出された起動温度に基づいて、必要電流積算値及び凍結発生電流積算値が算出される(ステップS3)。
First, when the
ここで、図1に示すように、パージライン40及びドレインライン42では、パージ弁44と希釈器30との間及びドレイン弁46と前記希釈器30との間に、低温時に凍結し易い凍結部64が存在している。そして、例えば、パージライン40の温度と燃料電池スタック12の出力電流値の電流積算値とは、図3に示す関係を有している。
Here, as shown in FIG. 1, in the
図3中、範囲H1は、燃料電池スタック12のソーク(放置)中に、一定時間毎にパージ処理(掃気処理)を行う際、パージライン40が凍結しない範囲を示す一方、範囲H2は、前記パージ処理時に前記パージライン40が凍結する範囲を示す。
In FIG. 3, a range H1 indicates a range in which the
電流積算値が小さい時には、生成水量も少なく、パージライン40の温度が低くなっても凍結が発生しない。一方、電流積算値が大きくなれば、パージライン40の温度も高温になり、熱量が必要な個所に十分に供給されて凍結することがない。
When the integrated current value is small, the amount of generated water is small and freezing does not occur even when the temperature of the
このように、パージライン40の温度と電流積算値とは、一定の関係を維持している。従って、パージライン40の温度を観測する代わりに、電流積算値を監視し、前記電流積算値によってパージ処理時の前記パージライン40における凍結の有無を判断することができる。
Thus, the temperature of the
そこで、図4に示すように、燃料電池スタック12の起動温度と、イグニッションスイッチ62のオフ時における電流積算値とにおいて、パージライン40の凍結発生有無の関係が設定される。ここで、範囲H1aは、パージライン40に凍結が発生しない範囲であり、範囲H2aは、前記パージライン40に凍結が発生する範囲を示している。
Therefore, as shown in FIG. 4, the relationship between whether or not the
範囲H1aと範囲H2aとは、凍結発生電流積算値Laと必要電流積算値Ldとによって仕切られている。凍結発生電流積算値Laは、パージライン40に凍結が発生し始める電流積算値であり、この凍結発生電流積算値La未満であれば、前記パージライン40に凍結が発生することはない。一方、必要電流積算値Lbは、パージライン40に凍結が発生する最大電流積算値であり、前記必要電流積算値Lbを超えると、前記パージライン40の凍結が回避される。
The range H1a and the range H2a are partitioned by the freeze generation current integrated value La and the necessary current integrated value Ld. The freeze generation current integrated value La is an integrated current value at which freezing starts to occur in the
凍結発生電流積算値La及び必要電流積算値Lbは、起動温度に応じて設定されている。この起動温度が比較的低温である場合には、電流積算値が比較的小さくなれば、生成水量も少なくなってパージライン40の凍結が阻止される。電流積算値が比較的大きくなれば、起動温度に関わらず、所望の熱量が十分に供給されるため、パージライン40に凍結が発生することはない。
The freeze generation current integrated value La and the necessary current integrated value Lb are set according to the starting temperature. When the starting temperature is relatively low, if the integrated current value is relatively small, the amount of generated water is reduced and the
また、起動温度が比較的高温である場合には、電流積算値が大きくなって生成水量が増加しても、燃料電池スタック12の暖気が迅速に行われて凍結し難くなる。従って、ステップS3では、検出された起動温度に応じて、必要電流積算値及び凍結発生電流積算値が算出される。
In addition, when the starting temperature is relatively high, even if the current integrated value increases and the amount of generated water increases, the
さらに、ステップS4及びステップS5に進んで、イグニッションスイッチ62がオフされるまで、燃料電池スタック12による発電が行われる。具体的には、空気供給装置14を構成するエアポンプ24の駆動作用下に、空気供給通路26に導出された圧縮空気は、燃料電池スタック12の各燃料電池に設けられている空気流路20を通って、カソード電極に供給される。一方、水素供給装置16を構成する水素タンク32から水素供給通路34に導出された水素ガスは、燃料電池スタック12の各燃料電池の水素流路22からアノード電極に供給される。
Furthermore, it progresses to step S4 and step S5, and electric power generation by the
これにより、カソード電極に供給される空気中の酸素と、アノード電極に供給される水素とが、電気化学的に反応して発電が行われる。カソード電極に供給された空気は、空気流路20から空気排出通路28に排出され、希釈器30に送られる。また、アノード電極で使用された水素ガスは、水素流路22から水素排出通路38に排出され、エゼクタ36の吸引作用下に、新たな水素ガスに混在して水素供給通路34から燃料電池スタック12に供給される。
Thereby, oxygen in the air supplied to the cathode electrode and hydrogen supplied to the anode electrode react electrochemically to generate power. The air supplied to the cathode electrode is discharged from the
水素ガスは、エゼクタ36を介して水素供給通路34に循環されており、定期的にパージ弁44が開放されることにより、パージライン40を介して希釈器30に排出される。水素ガス中に混在する窒素ガス等の不純物が、増加するからである。また、循環する水素ガスに混在する水分は、ドレイン弁46の開放作用下に、ドレイン弁46を介して希釈器30に排出される。
The hydrogen gas is circulated to the
上記の燃料電池スタック12の運転時に出力される電流は、電流センサ50を介して検出され、コントローラ18の電流積算部56では、電流積算値が算出される。そこで、イグニッションスイッチ62がオフされると(ステップS5中、YES)、ステップS6に進んで、電流積算部56により積算された電流積算値が、予め算出されている凍結発生電流積算値と必要電流積算値との間にあるか否かが判断される。
The current output during the operation of the
電流積算値が、範囲H2a内にあると判断されると(ステップS6中、YES)、前記電流積算値が必要電流積算値を超えるまで、燃料電池スタック12による発電が持続される(ステップS7及びステップS8)。
If it is determined that the current integrated value is within the range H2a (YES in step S6), power generation by the
電流積算値が、必要電流積算値を超えると判断されると(ステップS8中、YES)、燃料電池システム10は、燃料電池スタック12の発電を停止させる(ステップS9)。
If it is determined that the current integrated value exceeds the necessary current integrated value (YES in step S8), the
コントローラ18では、RTC制御部60の作用下に、燃料電池スタック12の停止後のソーク(放置)中に、主に所定の時間毎に定期的にパージ処理を行う。このパージ処理では、エアポンプ24が駆動されることにより、空気流路20及び水素流路22に圧縮空気が供給される。水素流路22に残存する水素ガス及び導入された空気は、弁制御部52の作用下にパージ弁44が開放されることにより、パージライン40を通って希釈器30に排出される。空気流路20に残存する空気及び圧縮空気は、空気排出通路28を介して希釈器30に排出される。
In the
この場合、本実施形態では、燃料電池スタック12の停止指令後に、始動温度と電流積算部56による算出電流積算値とに基づいて、凍結判定部58によりRTC処理時のパージライン40の凍結有無の判定がなされている。そして、パージライン40が凍結されると判定された際には、燃料電池スタック12の停止指令にも関わらず、非凍結判定がなされるまで、前記燃料電池スタック12の運転(稼動)を継続させている。
In this case, in the present embodiment, after the stop command for the
従って、燃料電池スタックが停止された後、RTC制御部60を介して定期的にパージ処理が施される際、特に、パージライン40の凍結部64に凍結が発生することを可及的に阻止することができる。これにより、低温環境下であっても、燃料電池スタック12の停止後にパージ弁44を定期的に制御することができ、水素流路22内の残存流体を、前記燃料電池スタック12から希釈器30に良好に排出することが可能になるという効果が得られる。
Therefore, when the purge process is periodically performed through the
このため、簡単な構成及び工程で、水素流路22内の流体を燃料電池スタック12の外部に排出する排出弁機構、例えば、パージ弁44が凍結することを確実に阻止することができ、次回の氷点下起動時に燃料電池スタック12が損傷することを可及的に阻止することが可能になる。
Therefore, with a simple configuration and process, the discharge valve mechanism that discharges the fluid in the
例えば、氷点下の起動時にパージライン40が凍結することがなく、次回の氷点下起動時にOCV(開回路電圧)チェックに伴って行われるパージ処理不足が回避されるとともに、ソーク中の掃気処理が十分に遂行されるという利点が得られる。
For example, the
一方、氷点下のソーク中に、ドレイン弁46が操作されて水素流路22のドレイン処理が行われる際には、前記ドレインライン42の凍結が回避される。従って、次回の氷点下起動時に、発電安定性が低下して発電が停止するという不具合を確実に回避することが可能になる。しかも、ソーク中の掃気処理が十分になされ、次回の氷点下起動時に燃料電池スタック12が損傷することを良好に阻止することができる。
On the other hand, when the
なお、本実施形態では、凍結判定部58は、発電関連値として電流センサ50から得られる電流積算値を用いているが、これに限定されるものではない。例えば、燃料電池スタック12の出力電力を積算した電力積算値や、前記燃料電池スタック12の発電時間を発電関連値として用いてもよい。また、電流積算値、電力積算値又は発電時間の少なくとも二つを併用して、発電関連値として用いてもよい。
In the present embodiment, the
10…燃料電池システム 12…燃料電池スタック
14…空気供給装置 16…水素供給装置
18…コントローラ 20…空気流路
22…水素流路 24…エアポンプ
28…空気排出通路 30…希釈器
32…水素タンク 34…水素供給通路
36…エゼクタ 38…水素排出通路
40…パージライン 42…ドレインライン
44…パージ弁 46…ドレイン弁
48…温度センサ 50…電流センサ
52…弁制御部 54…温度検出部
56…電流積算部 58…凍結判定部
60…RTC制御部 62…イグニッションスイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記燃料ガス流路内の流体を、前記燃料電池の外部に排出する排出弁機構と、
前記燃料電池の停止後に、前記排出弁機構を定期的に制御する制御機構と、
を備える燃料電池システムであって、
前記制御機構は、前記燃料電池の停止後に定期的に制御される前記排出弁機構が、制御時に凍結する状態にあるか否かを予め判定する凍結判定部を備え、
前記燃料電池の停止指令後に前記凍結判定部による凍結判定がなされた際、該凍結判定部による非凍結判定がなされるまで、前記燃料電池の稼動を継続させることを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction of a fuel gas supplied to the fuel gas flow path and an oxidant gas supplied to the oxidant gas flow path;
A discharge valve mechanism for discharging the fluid in the fuel gas flow path to the outside of the fuel cell;
A control mechanism for periodically controlling the discharge valve mechanism after the fuel cell is stopped;
A fuel cell system comprising:
The control mechanism includes a freezing determination unit that preliminarily determines whether or not the discharge valve mechanism that is periodically controlled after the fuel cell is stopped is in a state of freezing at the time of control,
The fuel cell system is characterized in that the operation of the fuel cell is continued until the non-freezing determination is made by the freezing determination unit when the freezing determination unit makes a freezing determination after the fuel cell stop command.
前記燃料電池の発電関連値を検出する発電関連値検出部と、
を備え、
検出された前記起動温度と検出された前記発電関連値とに基づいて、前記排出弁機構が凍結する状態にあるか否かを判定することを特徴とする燃料電池システム。 2. The fuel cell system according to claim 1, wherein the freezing determination unit includes a temperature sensor that detects a startup temperature of the fuel cell;
A power generation related value detection unit for detecting a power generation related value of the fuel cell;
With
A fuel cell system that determines whether or not the exhaust valve mechanism is frozen based on the detected starting temperature and the detected power generation related value.
前記燃料ガス流路内の流体を、前記燃料電池の外部に排出する排出弁機構と、
前記燃料電池の停止後に、前記排出弁機構を定期的に制御する制御機構と、
を備える燃料電池システムの運転停止方法であって、
前記燃料電池の停止指令がなされたか否かを判定する工程と、
前記燃料電池の停止指令がなされた後に定期的に制御される前記排出弁機構が、制御時に凍結する状態にあるか否かを予め判定する工程と、
前記燃料電池の停止指令後に凍結判定がなされた際、非凍結判定がなされるまで、前記燃料電池の稼動を継続させる工程と、
前記非凍結判定がなされた際、システム停止を行う工程と、
を有することを特徴とする燃料電池システムの運転停止方法。 A fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction of a fuel gas supplied to the fuel gas flow path and an oxidant gas supplied to the oxidant gas flow path;
A discharge valve mechanism for discharging the fluid in the fuel gas flow path to the outside of the fuel cell;
A control mechanism for periodically controlling the discharge valve mechanism after the fuel cell is stopped;
A method for stopping operation of a fuel cell system comprising:
Determining whether a stop command for the fuel cell has been issued; and
Pre-determining whether or not the discharge valve mechanism, which is periodically controlled after the fuel cell stop command is issued, is frozen during control;
A step of continuing operation of the fuel cell until a non-freezing determination is made when a freezing determination is made after the fuel cell stop command;
A step of stopping the system when the non-freezing determination is made; and
A method for stopping the operation of the fuel cell system.
前記燃料電池の発電関連値を検出する工程と、
検出された前記起動温度と検出された前記発電関連値とに基づいて、前記排出弁機構が凍結する状態にあるか否かを判定する工程と、
を有することを特徴とする燃料電池システムの運転停止方法。 6. The operation stop method according to claim 5, wherein a step of detecting a start temperature of the fuel cell;
Detecting a power generation related value of the fuel cell;
Determining whether or not the discharge valve mechanism is in a frozen state based on the detected starting temperature and the detected power generation related value;
A method for stopping the operation of the fuel cell system.
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US10957924B2 (en) * | 2018-07-27 | 2021-03-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system and method for controlling the fuel cell system |
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2009
- 2009-08-25 JP JP2009194141A patent/JP2011048922A/en not_active Withdrawn
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