JP2011054307A - Fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,燃料電池に関する。 The present invention relates to a fuel cell.
携帯電話機,携帯情報端末等の電子機器の小型化が進められている。電子機器の小型化と共に,その電源などへの燃料電池の利用が試みられている。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,補充すれば連続して発電できるという利点を有する。このため,燃料電池が小型化できれば,小型の電子機器の電源として有効である。 Electronic devices such as mobile phones and portable information terminals are being downsized. Along with miniaturization of electronic equipment, attempts have been made to use fuel cells for power supplies. Fuel cells have the advantage that they can generate electricity simply by supplying fuel and air, and can continuously generate electricity if only the fuel is replaced or replenished. Therefore, if the fuel cell can be miniaturized, it is effective as a power source for small electronic devices.
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(例えば,特許文献1参照)。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る。これらのうち,パッシブ方式のものはDMFCの小型化に対して有利である。 As a fuel cell, a direct methanol fuel cell (hereinafter referred to as DMFC (Direct Methanol Fuel Cell)) has attracted attention (for example, see Patent Document 1). Such DMFCs are classified according to the liquid fuel supply method, such as an active method 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. There is a passive type. Of these, the passive type is advantageous for downsizing the DMFC.
ここで,DMFCへの燃料供給を制御する必要がある。例えば,燃料電池の温度(カソード温度)をモニタし,その温度が適正な範囲になるように,燃料供給を制御する。 Here, it is necessary to control the fuel supply to the DMFC. For example, the fuel cell temperature (cathode temperature) is monitored, and the fuel supply is controlled so that the temperature falls within an appropriate range.
しかしながら,外部環境(外気温)が低温の場合,DMFCの動作が不安定になり易いことが判った。 However, it was found that when the external environment (outside temperature) is low, the operation of the DMFC tends to become unstable.
本発明は,低温下での動作の安定性の向上を図った燃料電池を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a fuel cell in which the stability of operation at a low temperature is improved.
本発明の一態様に係る燃料電池は,液体燃料により発電する燃料電池本体と,前記燃料電池本体に燃料を供給する燃料供給部と,前記燃料電池本体の温度を検出する温度センサーと,前記温度センサーでの測定結果に基づき,前記燃料供給部による燃料の供給速度を決定する供給速度決定部と,前記決定された供給速度に基づいて,前記燃料供給部による燃料の供給を制御し,かつ前記温度が所定の基準値より小さい場合に燃料供給を制限する燃料供給制御部と,を具備する。 A fuel cell according to an aspect of the present invention includes a fuel cell body that generates power using liquid fuel, a fuel supply unit that supplies fuel to the fuel cell body, a temperature sensor that detects the temperature of the fuel cell body, and the temperature A supply rate determination unit for determining a supply rate of fuel by the fuel supply unit based on a measurement result of the sensor; a control of the supply of fuel by the fuel supply unit based on the determined supply rate; and A fuel supply control unit that restricts fuel supply when the temperature is lower than a predetermined reference value.
本発明によれば,低温下での動作の安定性の向上を図った燃料電池を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel cell which aimed at the improvement of the stability of operation | movement under low temperature can be provided.
以下,本発明の実施の形態を図面に従い説明する。図1に示す燃料電池は,燃料電池本体(DMFC)1,ポンプ駆動部2,DC−DCコンバータ3,制御部4,温度センサーSS1,電流センサーSS2を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The fuel cell shown in FIG. 1 includes a fuel cell main body (DMFC) 1, a
燃料電池本体1は,発電部101,燃料収容部102,流路103,ポンプ104,温度センサーSS1を有する。発電部(セル)101は,燃料の燃焼により発電し,燃料電池システムの起電部を構成する。燃料収容部102は,発電部101で用いられる液体燃料を収容する。流路103は,燃料収容部102と発電部(セル)101を接続する。ポンプ104は,燃料収容部102から発電部(セル)101に液体燃料を移送する燃料供給手段である。
The fuel cell main body 1 includes a
図2に示すように,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とで扶持されたプロトン(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)を有する。
As shown in FIG. 2, the
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−Co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
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プ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
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)やCuなどの導電性金属材料に金やカーボンなどの良導電性材料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0リング19が介在されており,これらによって発電部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
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,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には発電部101に応じた液体燃料が収容される。
Liquid fuel corresponding to the
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
図3に示すように,燃料分配機構105は,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。
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,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,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は燃料を循環す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。ダイアプ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プラムポンプを使用することがより好ましい。
A
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,発電部101のアノード(燃料極)13に供給される。
なお,燃料収容部102を,ポンプ104と燃料分配機構105の間に配置し,燃料収容部102をポンプ104で加圧して,液体燃料を移送しても良い。
The fuel stored in the
The
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。
CH3OH+H2O → 6H++CO2十6e− …(1)
In the
CH 3 OH + H 2 O → 6H + +
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。
6H++(3/2)O2+6e− → 3H20 …(2)
Electrons (e − ) generated by this reaction are led to the outside via a current collector, supplied as so-called output to the load side, and then led to the cathode (air electrode) 16. Further, protons (H + ) generated by the internal reforming reaction of the formula (1) are guided to the cathode 16 through the
6H + + (3/2) O 2 + 6e − → 3H 2 0 (2)
ポンプ駆動部2は,ポンプ104の駆動を制御する。ポンプ駆動部2は,制御部4の指示に基づいてポンプ104のオン/オフ等を制御する。
The
DC−DCコンバータ3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な電圧まで昇圧して出力する。
The DC-
温度センサーSS1は,カソード16の近傍に配置され,カソード16の温度(DMFCの温度)を測定するセンサー,例えば,サーミスタ,熱電対である。温度センサーSS1からの温度の測定結果を表す信号(温度信号)が制御部4に送られ,燃料供給の制御に用いられる。 The temperature sensor SS1 is a sensor that is disposed in the vicinity of the cathode 16 and measures the temperature of the cathode 16 (DMFC temperature), such as a thermistor or a thermocouple. A signal (temperature signal) representing the temperature measurement result from the temperature sensor SS1 is sent to the control unit 4 and used for fuel supply control.
なお,本実施形態に係る燃料電池は,制御に外部温度を用いず,外部温度の測定は不要のため,装置構成の簡略化が図られる。例えば,外部温度を測定するためのセンサーを外部に露出させることが不要となる。 Note that the fuel cell according to the present embodiment does not use an external temperature for control and does not require measurement of the external temperature, so that the device configuration can be simplified. For example, it becomes unnecessary to expose a sensor for measuring the external temperature to the outside.
制御部4は,供給速度決定部41,燃料供給制御部42を有する。
The control unit 4 includes a supply
供給速度決定部41は,温度Tが目標温度Ttになるように燃料の供給速度(Duty比D)を決定する。
ここでは,ポンプ駆動部2はポンプ104による発電部101への燃料の供給の有無を制御するものとする。即ち,ポンプ駆動部2は燃料の供給速度そのものを直接制御しない。ポンプ駆動部2がポンプ104による燃料の供給の有無を時間的に制御することで,結果として,ある時間内での燃料の供給量を制御できる。
The supply
Here, it is assumed that the
このとき,燃料の供給速度V[g/sec]は,次のようにDuty比Dで表される。
V=Av*D
D=ton/(ton+toff)
=ton/tal ……式(15)
Av: 比例定数
ton: ポンプ104が燃料を供給している時間(ON時間)
toff: ポンプ104が燃料を供給していない時間(OFF時間)
tal=ton+toff: ON時間とOFF時間の合計
At this time, the fuel supply speed V [g / sec] is represented by the duty ratio D as follows.
V = Av * D
D = ton / (ton + toff)
= Ton / tal ...... Formula (15)
Av: proportional constant ton: time during which pump 104 supplies fuel (ON time)
toff: time when
tal = ton + toff: Sum of ON time and OFF time
供給速度決定部41は,次の式(15)を用いて,Duty比Dを決定できる。
D=Kp・(T−Tt)+Ki・B∫(T−Tt)dt ……式(16)
The supply
D = Kp · (T−Tt) + Ki · B∫ (T−Tt) dt (16)
式(16)はいわゆるPI(Proportional Integral)制御を表し,現在の温度Tと目標温度Ttの偏差(T−Tt)の比例項(Kp・(T−Tt))と積分項(Ki・B∫(T−Tt)dt)に基づいて,Duty比Dを決定している。なお,PI制御に代えて,PID(Proportional Integral Differential)制御を用いても良い。 Expression (16) represents so-called PI (Proportional Integral) control, where a proportional term (Kp · (T−Tt)) and an integral term (Ki · B∫) of the deviation (T−Tt) between the current temperature T and the target temperature Tt. Based on (T−Tt) dt), the Duty ratio D is determined. Note that PID (Proportional Integral Differential) control may be used instead of PI control.
式(16)等を用いて,周期的にDuty比Dを決定し,ポンプ104による燃料の供給速度を制御することで,温度Tが目標温度Ttと一致するように燃料電池を制御することができる。
The fuel cell can be controlled so that the temperature T matches the target temperature Tt by periodically determining the duty ratio D using the equation (16) and controlling the fuel supply speed by the
燃料供給制御部42は,供給速度決定部41で決定されたDuty比Dで燃料が供給されるように,ポンプ駆動部2を介して,ポンプ104を制御する。
ここで,燃料供給制御部42は,温度(カソード温度)Tが最小温度Tmin以下の状態が継続する場合に,燃料の供給速度の上限(Duty比Dの上限)を固定する(DutyLock)。このDutyLockにより,外部温度を測定しなくても,燃料電池の動作の安定化が図られる。温度(カソード温度)Tが目標温度Ttを越えたときに(T>Tt),DutyLockは解除される。
The fuel
Here, the fuel
既述のように,燃料供給制御部42は,温度Tが目標温度Ttになるように燃料の供給を制御するのが原則である。
しかし,外部温度が大きく低下すると(例えば,45→5℃),燃料電池の動作が不安定となる場合があることが判明した。外部温度が低下すると,反応(2)によって生成した水がカソード16の表面に凝集し,カソード16への酸素の供給が不足する(カソード酸素欠乏状態)。この酸素欠乏状態において,目標温度Ttを維持しようとすると,温度Tの振幅が大きくなる。また,温度Tが上がったときの発電部101からの出力が却って低下する。さらには,目標温度Ttを維持しようとして燃料が供給過剰となり,アノード触媒層11およびカソード触媒層14等が溶解され,燃料電池本体(DMFC)1が不可逆に劣化する危険性もある。
As described above, in principle, the fuel
However, it has been found that when the external temperature is greatly decreased (for example, 45 → 5 ° C.), the operation of the fuel cell may become unstable. When the external temperature decreases, the water generated by the reaction (2) aggregates on the surface of the cathode 16 and the supply of oxygen to the cathode 16 becomes insufficient (cathode oxygen deficient state). If the target temperature Tt is to be maintained in this oxygen-deficient state, the amplitude of the temperature T increases. Further, the output from the
温度(カソード温度)Tが最小温度Tmin以下の状態が継続する場合に,DutyLockをONすることで(DutyLockの設定),燃料の供給過剰が防止される。これは,目標温度Ttの達成を一旦断念することを意味する。この場合,燃料電池は一時的な安定状態に保持され,発電部101からの出力も比較的低い状態となる。
When the temperature (cathode temperature) T continues to be below the minimum temperature Tmin, turning on DutyLock (DutyLock setting) prevents excessive fuel supply. This means that the achievement of the target temperature Tt is once abandoned. In this case, the fuel cell is maintained in a temporary stable state, and the output from the
外部温度が上昇すると,DutyLockをONしていても,温度(カソード温度)Tは次第に上昇し,目標温度Ttに到達する(T>Tt)。このように,温度(カソード温度)Tが目標温度Ttに到達すると,DutyLockがOFFとされる(DutyLockの解除)。 When the external temperature rises, the temperature (cathode temperature) T gradually rises and reaches the target temperature Tt (T> Tt) even if the DutyLock is ON. Thus, when the temperature (cathode temperature) T reaches the target temperature Tt, the DutyLock is turned OFF (DutyLock is released).
以上のように,温度Tが最小温度Tmin以下の状態が継続する場合にDutyLockをONし,温度Tが目標温度Ttに到達したときにDutyLockをOFFする。このようにすることで,外部温度を測定することなく,外部温度の低下に起因する酸素の供給不足に対応し,燃料電池を安定して動作することが可能となる。 As described above, when the state where the temperature T is equal to or lower than the minimum temperature Tmin continues, the DutyLock is turned on, and when the temperature T reaches the target temperature Tt, the DutyLock is turned off. By doing so, it becomes possible to stably operate the fuel cell in response to a shortage of oxygen supply caused by a decrease in the external temperature without measuring the external temperature.
(燃料電池の動作)
図4は,燃料電池の動作手順の一例を表すフロー図である。
(Operation of fuel cell)
FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation procedure of the fuel cell.
A.Duty比Dの決定
Duty比Dが周期的に決定される(ステップS11)。即ち,式(16)によりDuty比Dを決定する。原則的には,決定されたDuty比Dに基づき,ポンプ104が制御される(ステップS13)。
A. Determination of Duty ratio D
The duty ratio D is periodically determined (step S11). That is, the duty ratio D is determined by the equation (16). In principle, the
ポンプ104の制御に用いられるDuty比DはDuty比D0として記憶される(ステップS12)。後述のように,Duty比Dが調整され,この値に基づき,ポンプ104が制御される場合,調整されたDuty比DがDuty比D0として記憶される。Duty比D0は後述のDutyLockの際に用いられる。
The duty ratio D used for controlling the
B.Duty比Dの調節
場合により温度条件等に基づいて,Duty比Dが調節され,調整されたDuty比Dに基づき,ポンプ104が制御される。
1)DutyLockの設定(ステップS41〜S45)
次の条件a〜cが満たされると,DutyLockが設定され(DutyLockON),Duty比Dの増加が禁止される(ステップS41〜S43)。即ち,今回の周期で決定されたDuty比Dが前回の周期で用いられたDuty比D0より大きければ(ステップS44),Duty比Dに前回の周期で用いられたDuty比D0が代入される(ステップS45)。この結果,Duty比Dは,Duty比D0以下の値に設定される。
後述のように,DutyLockが設定された状態だと,条件a〜cを満たさなくても,Duty比Dの増加が禁止される。
B. Adjustment of Duty Ratio D In some cases, the Duty ratio D is adjusted based on temperature conditions and the like, and the
1) Setting of DutyLock (Steps S41 to S45)
When the following conditions a to c are satisfied, DutyLock is set (DutyLock ON), and an increase in Duty ratio D is prohibited (Steps S41 to S43). That is, if the duty ratio D determined in the current cycle is larger than the duty ratio D0 used in the previous cycle (step S44), the duty ratio D0 used in the previous cycle is substituted into the duty ratio D ( Step S45). As a result, the Duty ratio D is set to a value less than or equal to the Duty ratio D0.
As will be described later, when the duty lock is set, an increase in the duty ratio D is prohibited even if the conditions a to c are not satisfied.
a.温度Tが最低温度Tminより低い(T<Tmin)
b.温度が下降中(温度の微分係数dT/dt<0)
c.電流I減少中(電流の微分係数dI/dt<0)
a. Temperature T is lower than minimum temperature Tmin (T <Tmin)
b. Temperature is falling (Temperature differential coefficient dT / dt <0)
c. Current I decreasing (current differential coefficient dI / dt <0)
なお,条件a〜cが所定回数(例えば,3回)満たされたときに,DutyLockを設定することとし,ノイズ等に起因するDutyLockの誤設定を防止することができる。 Note that when conditions a to c are satisfied a predetermined number of times (for example, three times), DutyLock is set, and erroneous setting of DutyLock due to noise or the like can be prevented.
2)DutyLock設定時の処理(ステップS31,S44,S45)
DutyLock設定時には,条件a〜cが満たされていなくても,Duty比Dの増加が禁止される。即ち,今回の周期で決定されたDuty比Dが前回の周期で用いられたDuty比D0より大きければ(ステップS44),Duty比Dに前回の周期で用いられたDuty比D0が代入される(ステップS45)。
2) Processing when setting DutyLock (steps S31, S44, S45)
When setting DutyLock, even if the conditions a to c are not satisfied, an increase in the Duty ratio D is prohibited. That is, if the duty ratio D determined in the current cycle is larger than the duty ratio D0 used in the previous cycle (step S44), the duty ratio D0 used in the previous cycle is substituted into the duty ratio D ( Step S45).
3)DutyLockの解除(ステップS21,S22)
条件d,eが満たされると,DutyLockが解除される(DutyLock OFF)。
d.温度T1が目標温度より高い(T1>Tt)
e.温度Tが上昇中(温度の微分係数dT/dt>0)
3) Canceling DutyLock (Steps S21 and S22)
When conditions d and e are satisfied, DutyLock is released (DutyLock OFF).
d. Temperature T1 is higher than target temperature (T1> Tt)
e. Temperature T is rising (Temperature differential coefficient dT / dt> 0)
(その他の実施形態)
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張,変更可能であり,拡張,変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(Other embodiments)
Embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be expanded and modified. The expanded and modified embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
1…燃料電池本体,101…発電部,102…燃料収容部,103…流路,104…ポンプ,105…燃料分配機構,2…ポンプ駆動部,3…コンバータ,4…制御部,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…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,41…供給速度決定部,42…燃料供給制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell main body, 101 ... Electric power generation part, 102 ... Fuel accommodating part, 103 ... Flow path, 104 ... Pump, 105 ... Fuel distribution mechanism, 2 ... Pump drive part, 3 ... Converter, 4 ... Control part, 11 ... Anode Catalyst layer, 12 ... anode gas diffusion layer, 13 ... anode, 14 ... cathode catalyst layer, 15 ... cathode gas diffusion layer, 16 ... cathode, 17 ... electrolyte membrane, 18 ... cover plate, 19 ... ring, 21 ... fuel inlet , 22 ... Fuel discharge port, 23 ... Fuel distribution plate, 24 ... Gap, 41 ... Supply speed determination unit, 42 ... Fuel supply control unit
Claims (6)
前記燃料電池本体に燃料を供給する燃料供給部と,
前記燃料電池本体の温度を検出する温度センサーと,
前記温度センサーでの測定結果に基づき,前記燃料供給部による燃料の供給速度を決定する供給速度決定部と,
前記決定された供給速度に基づいて,前記燃料供給部による燃料の供給を制御し,かつ前記温度が所定の基準値より小さい場合に燃料供給を制限する燃料供給制御部と,
を具備することを特徴とする燃料電池。 A fuel cell body that generates power from liquid fuel;
A fuel supply unit for supplying fuel to the fuel cell body;
A temperature sensor for detecting the temperature of the fuel cell body;
A supply rate determination unit that determines a supply rate of fuel by the fuel supply unit based on a measurement result of the temperature sensor;
A fuel supply control unit that controls the supply of fuel by the fuel supply unit based on the determined supply rate and restricts the fuel supply when the temperature is lower than a predetermined reference value;
A fuel cell comprising:
前記燃料供給制御部がこの連続的に決定される供給速度に基づいて,燃料の供給を連続的に制御する,
ことを特徴とする請求項1記載の燃料電池。 The supply speed determining unit continuously determines the supply speed;
The fuel supply control unit continuously controls the fuel supply based on the continuously determined supply speed;
The fuel cell according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2記載の燃料電池。 When the temperature is lower than the predetermined reference value, the fuel supply control unit controls the supply of fuel based on a supply speed equal to or lower than the supply speed used in the previous control;
The fuel cell according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の燃料電池。 4. The fuel cell according to claim 1, wherein the supply speed determination unit determines the supply speed of the fuel based on a comparison between the temperature and a target temperature. 5.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の燃料電池。 The fuel supply control unit controls whether or not fuel is supplied from the fuel supply unit to the fuel cell body;
The fuel cell according to any one of claims 1 to 4, wherein:
ことを特徴とする請求項5記載の燃料電池。 The ratio of the operation time to the sum of the operation time for supplying the fuel from the fuel supply unit to the fuel cell main body and the stop time for not supplying the fuel cell main body from the fuel supply unit. The fuel cell according to claim 5, wherein the fuel supply speed is determined.
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