JP2012169294A - Fuel cell system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a residual moisture content remaining in a fuel cell when the fuel cell of a fuel cell system is stopped in a specific time zone where, if the fuel cell is stopped in a startup process, residual water would block up an air passage after the fuel cell is stopped.SOLUTION: There are included residual moisture content prediction means which, if a fuel cell stops during its startup process, predicts a residual moisture content remaining on an oxidizer electrode side in the fuel cell, and fuel cell startup means which, before starting the fuel cell, reduces the pressure of oxidant gas supplied to the fuel cell by a pressure adjustment valve below a prescribed operation pressure so that the predicted residual moisture content predicated by the residual moisture content prediction means will not exceed a prescribed moisture content.

Description

本発明は、燃料電池システム関し、特に燃料電池システムの起動時の制御に関する。   The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly to control at the time of startup of the fuel cell system.

燃料電池では、例えば、燃料には水素、酸化剤としては酸素を含む空気が用いられ、電気化学反応によって発電がされると共に酸化剤極側に水が生成される。反応生成物の水は酸化剤としての空気と共に燃料電池の外部に排出されるが、生成された水の一部は、電解質膜を湿度雰囲気に保つため、加湿器によって燃料電池入口に再循環するシステムが多く用いられている。これは電解質膜が乾燥して内部抵抗が大きくなり燃料電池の出力電圧が低下することを防止するためである。   In a fuel cell, for example, hydrogen containing hydrogen and air containing oxygen as an oxidant are used to generate power by an electrochemical reaction and to produce water on the oxidant electrode side. The reaction product water is discharged to the outside of the fuel cell together with air as an oxidant, but a part of the generated water is recirculated to the fuel cell inlet by a humidifier in order to keep the electrolyte membrane in a humid atmosphere. Many systems are used. This is to prevent the electrolyte membrane from drying and the internal resistance from increasing and the output voltage of the fuel cell from decreasing.

この加湿器による空気の加湿は電解質膜を湿度雰囲気に保つために略飽和湿度の状態まで加湿されて運転されるので運転状態によっては空気流路に水滴が詰まってしまうフラッディングを引き起こしたり、低温状態で凍結したりして流路を閉塞してしまうという問題があった(例えば、特許文献1、2参照)。   The humidification of the air by this humidifier is performed by humidifying to a nearly saturated humidity state in order to keep the electrolyte membrane in a humidity atmosphere, so that depending on the operating state, it may cause flooding that clogs water droplets or low temperature state There is a problem that the flow path is blocked by freezing (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

このような燃料電池の空気流路のフラッディングや凍結の問題に対しては、特許文献1に示されるように、燃料電池停止の際に、空気圧縮機によって空気を燃料電池内に送り込み、残留している水分を排出するという掃気処理方法が提案されている。また、特許文献2には、低温状態で燃料電池を運転する際には、加湿器での加湿量を減少補正して、空気流路の閉塞を防止する方法が開示されている。   To solve such a problem of flooding and freezing of the air flow path of the fuel cell, as shown in Patent Document 1, when the fuel cell is stopped, air is sent into the fuel cell by the air compressor and remains. A scavenging treatment method has been proposed in which the moisture that is being discharged is discharged. Patent Document 2 discloses a method for preventing the air flow path from being blocked by reducing and correcting the amount of humidification in the humidifier when the fuel cell is operated at a low temperature.

一方、燃料電池は運転者の指令によって起動し、起動によってその温度が通常運転温度に向かって上昇するとともに、許容出力も大きくなってくる。しかし、燃料電池が所定の運転温度に達する前に運転者によって停止指令が出されると、燃料電池が起動過程の途中で停止してしまう。この場合に、燃料電池への反応ガスの供給を直ちに停止して発電を停止すると、燃料電池は所定温度に達しないまま停止されることになる。燃料電池は、その性質上、発電の際に水を生成するので、燃料電池の温度が低いまま発電を停止すると、起動開始から停止時までに発電により生じた水が燃料電池内の空気側極に残留してしまい、ガス流路を閉塞してしまうという問題があった(例えば、特許文献3参照)。   On the other hand, the fuel cell is activated in accordance with a driver's command, and the temperature rises toward the normal operation temperature due to the activation, and the allowable output increases. However, if a stop command is issued by the driver before the fuel cell reaches a predetermined operating temperature, the fuel cell stops in the middle of the startup process. In this case, if the supply of the reaction gas to the fuel cell is immediately stopped to stop the power generation, the fuel cell is stopped without reaching the predetermined temperature. Because of the nature of fuel cells, water is generated during power generation.If power generation is stopped while the temperature of the fuel cell is low, the water generated by power generation from the start to the start is In other words, there is a problem that the gas flow path is blocked (see, for example, Patent Document 3).

特許文献3にはこのような低温からの起動において、起動途中での運転者が燃料電池の停止指令を出した場合でも、燃料電池を直ちに停止せずに発電を継続させて発熱させ、燃料電池の温度を所定値以上にする制御を行い、生成された水が電極外に排出されるようにする起動方法が提案されている。しかし、この方法では、運転者が燃料電池の停止指令を出しているのに燃料電池が停止せず発電を継続するので、運転者に対して違和感を与えるおそれがあるという問題があった。   In Patent Document 3, in such a start-up from a low temperature, even when a driver in the middle of the start issues a stop command for the fuel cell, the fuel cell is not immediately stopped and power generation is continued to generate heat. An activation method has been proposed in which the temperature of the water is controlled to be equal to or higher than a predetermined value so that the generated water is discharged out of the electrode. However, this method has a problem that the driver may give a sense of incongruity because the fuel cell does not stop but continues to generate power even though the driver has issued a command to stop the fuel cell.

特開2006−190616号公報JP 2006-190616 A 特開2003−197237号公報JP 2003-197237 A 特開2004−152599号公報JP 2004-152599 A

特許文献2に記載された従来技術のように、燃料電池を運転する際に連続的に加湿器での加湿量を減少補正して空気流路の閉塞を防止する方法では、起動過程において空気の加湿量が過少となって電解質膜の湿度雰囲気が保てなくなり内部抵抗が増大して燃料電池の性能出力の低下を起こすという問題があった。   As in the prior art described in Patent Document 2, when the fuel cell is operated, the humidification amount in the humidifier is continuously reduced and corrected to prevent the air flow path from being blocked. There has been a problem that the humidification amount becomes too small to maintain the humidity atmosphere of the electrolyte membrane, the internal resistance increases, and the performance output of the fuel cell decreases.

ところで、燃料電池を停止する際には、特許文献1に示されるように、空気圧縮機によって空気を燃料電池内に送り込み、空気側極に残留している水分を排出するという掃気処理が行われるのが一般的である。この停止過程における掃気処理は、燃料電池が起動過程の途中で停止された場合にも行われ、燃料電池内に残留している水分を排出する。   By the way, when the fuel cell is stopped, as shown in Patent Document 1, a scavenging process is performed in which air is sent into the fuel cell by an air compressor and moisture remaining in the air side electrode is discharged. It is common. The scavenging process in the stopping process is also performed when the fuel cell is stopped in the middle of the starting process, and water remaining in the fuel cell is discharged.

一方、燃料電池の空気側極内部の水分量は、起動開始後、発電量の増加による生成水量の増加に伴って増加し、燃料電池の温度も起動によって次第に上昇していく。当初、燃料電池の温度が低い場合には、燃料電池の空気側極内の水分は水滴の状態で流路に存在し、燃料電池の温度上昇と共に水蒸気の状態に移行して、燃料電池の温度が通常の運転温度に達すると流路内部に含まれる水分はほとんど水蒸気となっている。このため、燃料電池の温度が通常運転温度の状態での停止においては、水蒸気としての水分は掃気処理によって空気と共に容易に排出することができる。ところが、起動中のように燃料電池の温度が通常運転温度以下の場合には、多くの水分は水滴の状態となっている。このため、燃料電池の温度が通常運転温度よりも低い起動中の停止による掃気処理では、空気側極に空気を送り込んでも排出することができる水分量は燃料電池が通常運転状態に達している場合よりも少なくなってしまう。この結果、燃料電池の起動過程において燃料電池を停止させると、掃気処理によっても燃料電池の空気側極に残留している水分を十分に排出することができず、燃料電池の停止後に残留水が空気流路を閉塞してしまうような特定の時間帯が存在するという問題があった。また、低温からの起動においては、上記の残留水が空気流路内で凍結して空気流路を閉塞してしまうという問題があった。   On the other hand, the amount of water inside the air side electrode of the fuel cell increases with an increase in the amount of generated water due to an increase in the amount of power generation after the start of startup, and the temperature of the fuel cell gradually rises upon startup. Initially, when the temperature of the fuel cell is low, the moisture in the air side electrode of the fuel cell exists in the flow path in the form of water droplets, and shifts to the water vapor state as the temperature of the fuel cell rises. When the normal operating temperature is reached, the water contained in the flow path is almost water vapor. For this reason, when the temperature of the fuel cell is stopped at the normal operating temperature, water as water vapor can be easily discharged together with air by the scavenging process. However, when the temperature of the fuel cell is equal to or lower than the normal operating temperature as during startup, a large amount of water is in the form of water droplets. For this reason, in the scavenging process by stopping during startup when the temperature of the fuel cell is lower than the normal operating temperature, the amount of water that can be discharged even if air is sent to the air side electrode is when the fuel cell has reached the normal operating state Will be less than. As a result, if the fuel cell is stopped during the start-up process of the fuel cell, the water remaining in the air side electrode of the fuel cell cannot be sufficiently discharged even by the scavenging process, and the residual water does not remain after the fuel cell is stopped. There has been a problem that there exists a specific time zone that would block the air flow path. In addition, when starting from a low temperature, there is a problem in that the residual water freezes in the air flow path and closes the air flow path.

そこで、本発明は、燃料電池の起動過程において燃料電池を停止させると、燃料電池の停止後に残留水が空気流路を閉塞してしまうような特定の時間帯において燃料電池を停止した際の燃料電池内の残留水分量を低減することを目的とする。   In view of this, the present invention provides a fuel when the fuel cell is stopped in a specific time zone in which, when the fuel cell is stopped in the starting process of the fuel cell, residual water closes the air flow path after the fuel cell is stopped. The object is to reduce the amount of residual moisture in the battery.

本発明に係る燃料電池システムは、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、前記燃料電池内の酸化剤ガスの圧力を所定の運転圧力に調節する圧力調節弁と、前記圧力調節弁によって酸化剤ガスの圧力を制御する制御部と、を含む燃料電池システムであって、燃料電池起動手段は、前記燃料電池起動過程において、前記燃料電池が起動過程中に停止した場合に前記燃料電池内の酸化剤極側に残留する残留水分量を予測する残留水分量予測手段と、前記残留水分量予測手段によって予測した予測残留水分量が所定の水分量を超えないように、前記圧力調節弁によって前記燃料電池に供給される酸化剤ガスの圧力を所定の運転圧力よりも低下させて前記燃料電池を起動する燃料電池起動手段と、有し、前記残留水分量予測手段は、前記燃料電池の反応後の酸化剤ガスの水分量に基づいて前記燃料電池内の酸化剤ガス中に現存している水分量を計算する現存水分量計算手段と、前記反応後の酸化剤ガスの物理量に基づいて前記燃料電池が起動過程中に停止した場合に前記燃料電池内の酸化剤極側から排出される水分量を予測する排出水分量予測手段と、を含み、前記現存水分量計算手段によって計算した現存水分量と、前記排出水分量予測手段によって予測した予測排出水分量との差から前記燃料電池停止後に前記燃料電池内の酸化剤極側に残留する残留水分量を予測すること、することを特徴とする。また、前記燃料電池起動手段は、前記燃料電池の低温起動過程において前記燃料電池の温度が所定の温度範囲にある場合に、前記圧力調節弁によって前記燃料電池に供給される酸化剤ガスの圧力を所定の運転圧力よりも低下させて前記燃料電池を起動することとしても好適である。   A fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell that generates electric power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas, a pressure control valve that adjusts the pressure of the oxidant gas in the fuel cell to a predetermined operating pressure, A fuel cell system including a control unit that controls the pressure of the oxidant gas by the pressure control valve, wherein the fuel cell activation means is configured to stop the fuel cell during the activation process in the fuel cell activation process. A residual moisture amount predicting means for predicting a residual moisture amount remaining on the oxidant electrode side in the fuel cell, and a predicted residual moisture amount predicted by the residual moisture amount predicting means so as not to exceed a predetermined moisture amount. Fuel cell starting means for starting the fuel cell by lowering the pressure of the oxidant gas supplied to the fuel cell by the pressure control valve below a predetermined operating pressure; Means for calculating the amount of water present in the oxidant gas in the fuel cell based on the amount of water in the oxidant gas after the reaction of the fuel cell; A discharge water amount prediction means for predicting the amount of water discharged from the oxidant electrode side in the fuel cell when the fuel cell is stopped during the starting process based on the physical amount of the agent gas, and the existing water content A residual water amount remaining on the oxidizer electrode side in the fuel cell after the fuel cell is stopped is predicted from a difference between the existing water amount calculated by the amount calculating unit and the predicted discharged water amount predicted by the discharged water amount predicting unit. It is characterized by doing. The fuel cell starting means may control the pressure of the oxidant gas supplied to the fuel cell by the pressure control valve when the temperature of the fuel cell is in a predetermined temperature range during the low temperature starting process of the fuel cell. It is also preferable to start the fuel cell by lowering it below a predetermined operating pressure.

本発明に係る燃料電池システムにおいて、前記反応後の酸化剤ガスの物理量は、反応後の酸化剤ガスの水分量と、圧力と、温度と、流量とであることとしても好適である。   In the fuel cell system according to the present invention, the physical amount of the oxidant gas after the reaction is preferably the water amount, pressure, temperature, and flow rate of the oxidant gas after the reaction.

本発明は、燃料電池の起動過程において燃料電池を停止させると、燃料電池の停止後に残留水が空気流路を閉塞してしまうような特定の時間帯において燃料電池を停止した際の燃料電池内の残留水分量を低減することができるという効果を奏する。   The present invention relates to an interior of a fuel cell when the fuel cell is stopped in a specific time zone in which, when the fuel cell is stopped in the starting process of the fuel cell, residual water closes the air flow path after the fuel cell is stopped. The residual moisture content can be reduced.

本発明に係る燃料電池システムの実施形態を示す制御系統図である。It is a control system diagram showing an embodiment of a fuel cell system according to the present invention. 本発明に係る燃料電池システムの実施形態において、予測排出水分量を計算するための特性マップである。In embodiment of the fuel cell system which concerns on this invention, it is a characteristic map for calculating an estimated discharge | release water amount. 本発明に係る燃料電池システムの参考例において、特定の時間帯に加湿器バイパス管路に空気を流して起動する起動手段を示すフローチャートである。In the reference example of the fuel cell system which concerns on this invention, it is a flowchart which shows the starting means to start by flowing air into a humidifier bypass pipe line in a specific time slot | zone. 本発明に係る燃料電池システムの参考例において、特定の時間帯に加湿器バイパス管路に空気を流して起動する際の、燃料電池の温度と燃料電池の空気側極の水分量の変化を示すグラフである。In the reference example of the fuel cell system according to the present invention, the change in the temperature of the fuel cell and the amount of water in the air side electrode of the fuel cell when starting by flowing air through the humidifier bypass pipe in a specific time zone is shown. It is a graph. 本発明に係る燃料電池システムの参考例において、特定の時間帯を燃料電池の温度に基づいて判断し、加湿器バイパス管路に空気を流して起動する起動手段を示すフローチャートである。In the reference example of the fuel cell system which concerns on this invention, it is a flowchart which shows the starting means which judges a specific time slot | zone based on the temperature of a fuel cell, and starts by flowing air through a humidifier bypass line. 本発明に係る燃料電池システムの参考例において、特定の時間帯に空気圧縮機の流量を発電電力に対する最適ガス流量から増加させて起動する起動手段を示すフローチャートである。In the reference example of the fuel cell system concerning the present invention, it is a flow chart which shows starting means which makes the flow of an air compressor increase from the optimal gas flow to generated electric power in a specific time slot. 本発明に係る燃料電池システムの参考例において、特定の時間帯に空気圧縮機の流量を発電電力に対する最適ガス流量から増加させて起動する際の、燃料電池の温度と燃料電池の空気側極の水分量の変化を示すグラフである。In the reference example of the fuel cell system according to the present invention, the temperature of the fuel cell and the air side electrode of the fuel cell when starting the air compressor by increasing the flow rate of the air compressor from the optimum gas flow rate for the generated power in a specific time zone. It is a graph which shows the change of moisture content. 本発明に係る燃料電池システムの参考例において、特定の時間帯を燃料電池の温度に基づいて判断し、空気圧縮機の流量を発電電力に対する最適ガス流量から増加させて起動する起動手段を示すフローチャートである。In the reference example of the fuel cell system according to the present invention, a flowchart showing the starting means for determining the specific time zone based on the temperature of the fuel cell and starting the air compressor by increasing the flow rate of the air compressor from the optimum gas flow rate for the generated power. It is. 本発明に係る燃料電池システムの実施形態において、特定の時間帯に空気圧力調節弁によって空気圧力を減圧制御して起動する起動手段を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing an activation means that is activated by reducing the air pressure by an air pressure control valve in a specific time zone in the embodiment of the fuel cell system according to the present invention. 本発明に係る燃料電池システムの実施形態において、特定の時間帯を燃料電池の温度に基づいて判断し、空気圧力調節弁によって空気圧力を減圧制御して起動する起動手段を示すフローチャートである。In the embodiment of the fuel cell system according to the present invention, it is a flowchart showing an activation means for determining a specific time zone based on the temperature of the fuel cell, and starting by depressurizing the air pressure with an air pressure control valve.

本発明の好適な実施形態について、図1を参照しながら説明する。図1は本発明の燃料電池システム10に係る実施形態を示す制御系統図である。図1に示すように、本実施形態の燃料電池システム10は酸化剤ガスとして酸素を含む空気を用い、燃料ガスとして水素を用いている。酸化剤ガスである空気は大気から吸気流量計18や空気フィルタを介して空気吸込み管路19から空気圧縮機14に吸込まれ、空気圧縮機14によって加圧された吐出空気は圧縮機吐出管路20から加湿器31に供給される。加湿器31は、例えば、多数の中空糸膜を収容しており、中空糸膜の内側と外側にそれぞれ水分含量の異なる流体を供給すると、水分含量の多い流体中の水分が中空糸膜を透過して水分含量の少ない流体へと移動する性質を利用した中空子加湿器などが用いられる。加湿器31に入った空気は、加湿器31において燃料電池11での反応で生成された水分により加湿され、湿り空気となって空気供給管路23から燃料電池11に供給される。燃料電池11の酸化剤極である空気側極12から燃料電池内に入った空気は、水素系統から供給された水素との発電反応によって酸素が減少する。そして反応の結果の生成水が水蒸気あるいは水滴として空気中に増えてくる。反応後の水分量が増加した空気は燃料電池11の空気排出管路24に排出される。空気排出管路24には空気側極12の中の空気圧力を所定の運転圧力に制御する空気圧力調節弁28が設けられている。また、空気圧力調節弁28と空気側極12との間の空気排出管路24には、空気側極12から排出される反応後の空気の水分量、温度、圧力を測定するための水分量センサ25、温度センサ26、圧力センサ27が取り付けられている。燃料電池11の空気側極12から排気された水分を多く含む反応後の空気は、加湿器31でその水分の一部を供給空気への付加水分とするために除去される。水分量が減少した排出空気は排気管路29によって下流に流れて行く。排気管路29の途中には、サイレンサ53が設けられ、サイレンサ53を通過した反応後の排出空気は、大気放出口57から大気に排気される。   A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a control system diagram showing an embodiment according to the fuel cell system 10 of the present invention. As shown in FIG. 1, the fuel cell system 10 of the present embodiment uses air containing oxygen as the oxidant gas and hydrogen as the fuel gas. Air, which is an oxidant gas, is sucked into the air compressor 14 from the air through the air suction line 19 via the intake flow meter 18 and the air filter, and the discharge air pressurized by the air compressor 14 is discharged from the compressor. 20 to the humidifier 31. The humidifier 31 contains, for example, a large number of hollow fiber membranes. When fluids having different water contents are supplied to the inside and the outside of the hollow fiber membranes, the water in the fluid having a high water content permeates the hollow fiber membranes. Thus, a hollow fiber humidifier utilizing the property of moving to a fluid having a low water content is used. The air that has entered the humidifier 31 is humidified by moisture generated by the reaction in the fuel cell 11 in the humidifier 31, becomes humid air, and is supplied to the fuel cell 11 from the air supply line 23. In the air that has entered the fuel cell from the air side electrode 12, which is the oxidant electrode of the fuel cell 11, oxygen is reduced by a power generation reaction with hydrogen supplied from the hydrogen system. Then, the product water as a result of the reaction increases in the air as water vapor or water droplets. The air whose water content has increased after the reaction is discharged to the air discharge pipe 24 of the fuel cell 11. The air discharge pipe 24 is provided with an air pressure adjusting valve 28 for controlling the air pressure in the air side electrode 12 to a predetermined operating pressure. In addition, an air discharge conduit 24 between the air pressure control valve 28 and the air side electrode 12 has a water content for measuring the water content, temperature, and pressure of the air after reaction discharged from the air side electrode 12. A sensor 25, a temperature sensor 26, and a pressure sensor 27 are attached. The reacted air containing a large amount of moisture exhausted from the air side electrode 12 of the fuel cell 11 is removed by the humidifier 31 in order to use a part of the moisture as additional moisture to the supply air. The exhaust air whose moisture content has decreased flows downstream through the exhaust pipe 29. A silencer 53 is provided in the middle of the exhaust line 29, and the exhausted air after the reaction that has passed through the silencer 53 is exhausted from the atmosphere discharge port 57 to the atmosphere.

一方、燃料電池11の運転状態によっては、加湿器31による供給空気への加湿量を減少させることが必要な場合がある。このために、空気圧縮機14出口の圧縮機吐出管路20と空気供給管路23とを加湿器31をバイパスして接続し、圧縮機吐出空気を加湿せずに空気供給管路23に供給して、燃料電池11の空気側極12に供給される空気中の水分量を低減する加湿器バイパス管路33が備えられている。そして、加湿器バイパス管路33には加湿器バイパス管路33を開閉する加湿器バイパス弁35が設けられている。加湿器バイパス弁35は、全開、全閉の間での開閉動作のみを行うものであってもよいし、全開、全閉の途中の開度を保持することができるような弁であってもよい。また、弁の駆動部はダイヤフラムなどを用いた空気式の駆動部であってもよいし、電動式の駆動部であってもよい。   On the other hand, depending on the operating state of the fuel cell 11, it may be necessary to reduce the amount of humidification to the supply air by the humidifier 31. For this purpose, the compressor discharge pipe 20 at the outlet of the air compressor 14 and the air supply pipe 23 are connected by bypassing the humidifier 31, and the compressor discharge air is supplied to the air supply pipe 23 without being humidified. A humidifier bypass pipe 33 that reduces the amount of moisture in the air supplied to the air side electrode 12 of the fuel cell 11 is provided. The humidifier bypass pipe 33 is provided with a humidifier bypass valve 35 that opens and closes the humidifier bypass pipe 33. The humidifier bypass valve 35 may perform only an opening / closing operation between fully open and fully closed, or may be a valve that can maintain an opening degree in the middle of fully open and fully closed. Good. Further, the valve drive unit may be a pneumatic drive unit using a diaphragm or the like, or may be an electric drive unit.

また、燃料電池11への空気供給管路23と空気排出管路24には、燃料電池11の停止時に外気が燃料電池11の中に入り込んで、燃料電池11の中に残留している水素と反応して触媒などの劣化を防止するように、停止時に閉状態とされる遮断弁が設けられることがある。このような遮断弁が設けられる場合には、空気供給管路23の遮断弁を加湿器バイパス管路33と空気供給管路23との合流点と加湿器31との間に設け、空気供給管路23の遮断弁を閉とした状態で加湿器バイパス弁35を開とするようにして、空気圧縮機14からの圧縮機吐出空気の全量をバイパスさせるような構成としてもよい。   In addition, the air supply line 23 and the air discharge line 24 to the fuel cell 11 enter the fuel cell 11 when the fuel cell 11 is stopped, and hydrogen remaining in the fuel cell 11 A shut-off valve that is closed when stopped may be provided so as to react and prevent deterioration of the catalyst or the like. When such a shut-off valve is provided, the shut-off valve of the air supply pipe 23 is provided between the confluence of the humidifier bypass pipe 33 and the air supply pipe 23 and the humidifier 31, and the air supply pipe The humidifier bypass valve 35 may be opened while the shutoff valve of the passage 23 is closed so that the entire amount of compressor discharge air from the air compressor 14 is bypassed.

水分量センサ25は、連続的に水分量の測定をすることができれば、吸湿高分子材料などによって構成された測定部のインピーダンス又は電気容量を測定することによって水分量を測定するものであってもよいし、測定ガスと参照ガスとの間に配置された電気化学セルの電圧又は電流値を測定して、その結果から水分量を測定するようなものであってもよい。また、温度センサは熱電対式の温度センサでもよいし、バイメタル式など他の形式のものでもよい。更に、圧力センサは連続的に圧力が検出できれば圧力素子などを用いた圧力センサであってもよいし、ダイヤフラム型の受圧部を備えた圧力検出器などであってもよい。   If the moisture sensor 25 can continuously measure the moisture content, the moisture sensor 25 can measure the moisture content by measuring the impedance or the capacitance of the measurement unit made of a hygroscopic polymer material or the like. Alternatively, the voltage or current value of the electrochemical cell arranged between the measurement gas and the reference gas may be measured, and the moisture content may be measured from the result. Further, the temperature sensor may be a thermocouple type temperature sensor or other type such as a bimetal type. Furthermore, the pressure sensor may be a pressure sensor using a pressure element or the like as long as the pressure can be detected continuously, or a pressure detector including a diaphragm type pressure receiving portion.

空気圧力調節弁28は、燃料電池11の空気排出管路24において連続的に反応後の空気圧力を調節することができればよく、クローブ型の調節弁でもよいし、アングル型の調節弁でもよいし、ケージ型の調節弁でもよい。また、調節弁の駆動部は空気駆動式であってもよいし、電動式であってもよい。   The air pressure control valve 28 may be a clove type control valve or an angle type control valve as long as it can continuously adjust the air pressure after reaction in the air discharge pipe 24 of the fuel cell 11. A cage type control valve may be used. Moreover, the drive part of a control valve may be an air drive type, and may be electrically driven.

本実施形態の燃料電池システム10においては、空気圧縮機14はスクロール型である。スクロール型の空気圧縮機14は容積型の空気圧縮機の一種であり、主に回転数を調整することによって空気流量を調整することが出来るものである。また、容積型でサージング防止のための抽気などが無いことから、本実施形態では、吸気流量計18によって測定した吸気流量は吐出流量と略同一である。スクロール型の空気圧縮機14は吐出空気流量が少ないと吐出圧力は高く、吐出空気流量が多くなるにしたがって吐出圧力が低下してくる特性を持っている。燃料電池システム10の通常運転中は、空気流量は空気圧縮機14の回転数をモータ16の回転数を調整することによって行い、空気圧力は燃料電池11の空気側極12の出口の空気圧力調節弁28によって調節している。空気圧縮機14は必要圧力、流量の空気を燃料電池11の空気側極12に供給できれば、スクロール型にかぎらずスクリュー式などでもよいし、遠心式のブロワのようなものであってもよい。   In the fuel cell system 10 of the present embodiment, the air compressor 14 is a scroll type. The scroll type air compressor 14 is a kind of positive displacement type air compressor, and the air flow rate can be adjusted mainly by adjusting the rotation speed. In addition, since there is no bleed or the like for preventing surging in the positive displacement type, in this embodiment, the intake flow rate measured by the intake flow meter 18 is substantially the same as the discharge flow rate. The scroll type air compressor 14 has a characteristic that the discharge pressure is high when the discharge air flow rate is small, and the discharge pressure decreases as the discharge air flow rate increases. During normal operation of the fuel cell system 10, the air flow rate is adjusted by adjusting the rotation speed of the air compressor 14 and the rotation speed of the motor 16, and the air pressure is adjusted at the outlet of the air side electrode 12 of the fuel cell 11. It is adjusted by the valve 28. As long as the air compressor 14 can supply air of the required pressure and flow rate to the air side electrode 12 of the fuel cell 11, it is not limited to the scroll type and may be a screw type or a centrifugal type blower.

燃料ガスである水素ガスは水素ガスタンク41に貯留されている。水素は水素ガスタンク41から水素供給管路43によって燃料電池11の燃料側極である水素側極13に供給される。燃料電池11に供給された水素の一部は空気側極12に供給された酸化剤である空気中の酸素と反応して消費されるが、消費されなかった水素は水素側極13の水素排出管路44からから排出された後、水素排出管路44と水素供給管路43とを接続する水素循環管路45に設けられた水素循環ポンプ46によって水素供給管路43に再循環される。そして発電によって消費された水素分は水素ガスタンク41から水素供給管路43によって補充される。補充される水素ガスの量は水素供給調節弁42によって調節される。水素系統は循環系統となっているので、長時間運転していると空気側極12からクロスリークしてくる窒素や水分などの不純物が濃縮されてくる。そこで、このような不純物がある程度濃縮されてきた場合には、水素排出管路44に接続された水素系大気放出管路48の排出弁49を開として所定量の水素ガスを水素系大気放出管路48から外気に放出する。この場合は、高濃度の水素ガスを直接大気に放出することがないように、排出水素希釈管路51に接続された混合器55によって排気空気と混合して、その濃度を下げてから大気に排出するようになっている。   Hydrogen gas as fuel gas is stored in a hydrogen gas tank 41. Hydrogen is supplied from a hydrogen gas tank 41 to a hydrogen side electrode 13 which is a fuel side electrode of the fuel cell 11 through a hydrogen supply line 43. A part of the hydrogen supplied to the fuel cell 11 is consumed by reacting with oxygen in the air, which is an oxidant supplied to the air side electrode 12, but the hydrogen not consumed is discharged from the hydrogen side electrode 13. After being discharged from the pipe 44, it is recirculated to the hydrogen supply pipe 43 by a hydrogen circulation pump 46 provided in a hydrogen circulation pipe 45 connecting the hydrogen discharge pipe 44 and the hydrogen supply pipe 43. The hydrogen content consumed by the power generation is replenished from the hydrogen gas tank 41 through the hydrogen supply line 43. The amount of hydrogen gas to be replenished is adjusted by the hydrogen supply control valve 42. Since the hydrogen system is a circulation system, impurities such as nitrogen and moisture that cross leak from the air side electrode 12 are concentrated when the system is operated for a long time. Therefore, when such impurities have been concentrated to some extent, the discharge valve 49 of the hydrogen-based atmospheric discharge pipe 48 connected to the hydrogen discharge pipe 44 is opened to supply a predetermined amount of hydrogen gas to the hydrogen-based atmospheric discharge pipe. The air is discharged from the road 48 to the outside air. In this case, the exhaust gas is mixed with the exhaust air by the mixer 55 connected to the exhaust hydrogen dilution pipeline 51 so that the high concentration hydrogen gas is not directly released to the atmosphere, and the concentration is lowered to the atmosphere. It comes to discharge.

各計器18,25,26,27、各制御弁28,35,42,49、燃料電池11、空気圧縮機14や各ポンプのモータ16,47などは、すべて制御部61に接続されており、各計器18,25,26,27、からの計測値は制御部61に入力され、制御部61は各制御弁28,35,42,49、の開度指令、モータ16,47の回転数指令を出力して燃料電池システム10全体の制御を行う。制御部61はCPUや記憶部を含みソフトウェアによって全体の制御を行うようになっていても良いし、電気回路を組み合わせて制御を行うようになっていても良い。また、制御部61には車両の走行状態や必要要求付加など車両からのテータが入力されるようになっていても良い。また、制御部61には制御動作に必要な制御マップなどの制御データを保持している記憶部63がデータバス65によって接続されている。   The meters 18, 25, 26, 27, the control valves 28, 35, 42, 49, the fuel cell 11, the air compressor 14, and the motors 16, 47 of each pump are all connected to the control unit 61. The measured values from the respective meters 18, 25, 26, 27 are input to the control unit 61. The control unit 61 instructs the opening of each control valve 28, 35, 42, 49, and the rotational speed command of the motors 16, 47. To control the entire fuel cell system 10. The control unit 61 includes a CPU and a storage unit, and may be configured to perform overall control by software, or may be configured to perform control by combining electric circuits. The controller 61 may be input with data from the vehicle such as the running state of the vehicle and the addition of necessary requirements. A storage unit 63 that holds control data such as a control map necessary for the control operation is connected to the control unit 61 via a data bus 65.

本実施形態では、制御部61は燃料電池11が起動過程中に停止した場合に燃料電池11の空気側極12から排出される水分量を予測する排出水分量予測手段を備えている。この燃料電池11の起動過程中に燃料電池11が停止した場合に燃料電池11の空気側極12から排出できる排出水分量は、空気側極出口の空気の水分量、圧力、温度、及び空気圧縮機14から吐出される圧縮空気量によってさまざまに変動するため、排出水分量の予測計算には、記憶部63に格納された、空気側極出口の空気圧力、温度、及び空気圧縮機14の吐出流量に対する排水量のマップを使用する。この排出水分量予測計算用の特性マップを図2に示す。なお、本実施形態では、スクロール型の空気圧縮機を使用しているので、空気圧縮機14の吸気流量と吐出空気流量とは略同一となることから、吐出空気流量として吸気流量計18の出力を用いている。また、空気圧縮機14の吐出空気の一部を燃料電池11をバイパスさせて大気放出口57から排出するような運転を行う場合のように、空気圧縮機14の吐出空気流量と燃料電池11の空気側極12の出口の空気流量に大きな差があるような場合には、空気圧縮機14の吐出空気流量と空気側極12の出口空気流量が大きく異なってくるので、空気圧縮機14の吐出空気流量の代わりに空気圧縮機14の吐出空気流量からバイパス流量を差し引いた空気流量や空気側極12の空気排出管路24に流量計を取り付けて、その出力を用いるなどが好適である。   In the present embodiment, the control unit 61 includes a discharge water amount prediction unit that predicts the amount of water discharged from the air side electrode 12 of the fuel cell 11 when the fuel cell 11 stops during the starting process. When the fuel cell 11 is stopped during the starting process of the fuel cell 11, the amount of water that can be discharged from the air side electrode 12 of the fuel cell 11 is the amount of water, pressure, temperature, and air compression of the air at the air side electrode outlet. Since the amount of compressed air discharged from the compressor 14 varies in various ways, the predicted calculation of the amount of discharged water includes the air pressure and temperature at the air side pole outlet stored in the storage unit 63 and the discharge of the air compressor 14. Use a map of wastewater flow rate. FIG. 2 shows a characteristic map for calculating the amount of discharged water. In this embodiment, since the scroll type air compressor is used, the intake air flow rate and the discharge air flow rate of the air compressor 14 are substantially the same, and therefore the output of the intake flow meter 18 is output as the discharge air flow rate. Is used. Further, the discharge air flow rate of the air compressor 14 and the flow rate of the fuel cell 11 are changed as in the case of performing an operation in which a part of the discharge air of the air compressor 14 is discharged from the atmospheric discharge port 57 by bypassing the fuel cell 11. When there is a large difference in the air flow rate at the outlet of the air side electrode 12, the discharge air flow rate of the air compressor 14 and the outlet air flow rate of the air side electrode 12 are greatly different. It is preferable to use a flow meter attached to the air flow rate obtained by subtracting the bypass flow rate from the discharge air flow rate of the air compressor 14 instead of the air flow rate or the output of the air discharge line 24 of the air side electrode 12.

図2(a)は燃料電池11が停止した際の空気圧縮機14の吐出空気流量Qに対する燃料電池停止後の掃気処理における排水量Wとの関係を示す複数のマップのうちの1つを示す図である。図中の3本の線は燃料電池11の停止後に行われる掃気処理の掃気時間Dが100秒、200秒、300秒の各場合における吐出空気流量と排水量との関係を示している。図2(a)においては、空気側極出口の圧力P、温度T、水分量Xは一定である。   FIG. 2A is a diagram showing one of a plurality of maps showing the relationship between the discharge air flow rate Q of the air compressor 14 when the fuel cell 11 is stopped and the drainage amount W in the scavenging process after the fuel cell is stopped. It is. Three lines in the figure show the relationship between the discharge air flow rate and the amount of drainage when the scavenging time D of the scavenging process performed after the fuel cell 11 is stopped is 100 seconds, 200 seconds, and 300 seconds. In FIG. 2A, the pressure P, temperature T, and moisture content X at the air side pole outlet are constant.

例えば、空気側極12の出口の圧力P、温度Tと水分量Xの状態から、空気側極12の出口から排出される空気中の水分は全て水蒸気であると判断される場合には、停止後に排出される排水量は、空気圧縮機14の吐出空気流量Qに掃気時間Dと単位体積中に含まれる水分量Xを掛け合わせることによって求めることができる。この時にはマップは、空気圧縮機14の吐出空気流量に比例した直線となってくる。また、掃気時間Dが増加すると掃気によって排水される排水量Wは多くなってくるが、時間が長くなるにつれて、単位掃気時間当たりの排水量Wの割合が少なくなってくる。一方、空気側極12の出口の圧力P、温度Tと水分量Xとの状態から、かなりの部分は水蒸気の状態となっているが一部の水分が水滴で存在している場合には、停止後に排出される排水量Wは、単に空気圧縮機14の吐出空気流量Qに掃気時間Dと単位体積中に含まれる水分量Xを掛け合わせることによって求めることができない。つまり、水蒸気として存在している水分は略空気圧縮機14からの吐出空気によって排出されるが、水滴として存在している水分はある程度空気圧縮機14からの吐出空気流量Qが大きくならないと排出されてこない。したがって、このような状態の時にはマップは、空気圧縮機14の吐出空気流量Qに対して曲線となる。このように、燃料電池11の停止後に排出される水分量は空気側極12の出口の圧力P、温度T及び水分量Xによって複雑に変化してくる。そこで、図2(a)の様に、各状態による空気圧縮機14の吐出圧力Pと停止後の排出可能水分量をマップデータとして記憶部63に格納し、複雑な計算によらず、検出された物理量から排出される排水量Wを簡便に予測できるようにしている。   For example, if it is determined that the moisture in the air discharged from the outlet of the air-side electrode 12 is all water vapor from the state of the pressure P, temperature T and moisture amount X at the outlet of the air-side electrode 12, stop. The amount of drainage discharged later can be obtained by multiplying the discharge air flow rate Q of the air compressor 14 by the scavenging time D and the amount of moisture X contained in the unit volume. At this time, the map is a straight line proportional to the discharge air flow rate of the air compressor 14. Further, as the scavenging time D increases, the amount of drainage W drained by scavenging increases, but as the time increases, the ratio of the amount of drainage W per unit scavenging time decreases. On the other hand, from the state of the pressure P, the temperature T and the amount of water X at the outlet of the air side electrode 12, a considerable portion is in the state of water vapor, but when some water is present as water droplets, The amount of waste water W discharged after the stop cannot be obtained by simply multiplying the discharge air flow rate Q of the air compressor 14 by the scavenging time D and the amount of moisture X contained in the unit volume. That is, the water present as water vapor is substantially discharged by the discharge air from the air compressor 14, but the water present as water droplets is discharged unless the discharge air flow rate Q from the air compressor 14 increases to some extent. It does n’t come. Therefore, in such a state, the map is a curve with respect to the discharge air flow rate Q of the air compressor 14. Thus, the amount of water discharged after the fuel cell 11 is stopped varies in a complex manner depending on the pressure P, temperature T, and water amount X at the outlet of the air side electrode 12. Therefore, as shown in FIG. 2A, the discharge pressure P of the air compressor 14 in each state and the amount of water that can be discharged after stopping are stored in the storage unit 63 as map data, and can be detected without complicated calculations. The amount of waste water W discharged from the physical quantity can be easily predicted.

図2(b)は燃料電池11の停止の際の空気側極12の出口圧力に対する燃料電池11の停止後の掃気処理によって排水される排水量Wの関係を示す複数のマップの内の1つを示すものである。図中の3本の線は図2(a)と同様に、燃料電池11の停止後に行われる掃気処理の掃気時間Dが100秒、200秒、300秒の各場合における空気側極12の出口圧力Pと排水量Wとの関係を示している。図2(b)においては、空気圧縮機14の吐出空気流量Q、空気側極出口の温度T、水分量Xは一定である。   FIG. 2B shows one of a plurality of maps indicating the relationship between the outlet pressure of the air side electrode 12 when the fuel cell 11 is stopped and the amount of drainage W drained by the scavenging process after the fuel cell 11 is stopped. It is shown. The three lines in the figure are the outlets of the air electrode 12 when the scavenging time D of the scavenging process performed after the stop of the fuel cell 11 is 100 seconds, 200 seconds, and 300 seconds, as in FIG. The relationship between the pressure P and the amount of drainage W is shown. In FIG.2 (b), the discharge air flow rate Q of the air compressor 14, the temperature T of the air side pole exit, and the moisture content X are constant.

空気側極12の出口の圧力Pが低くなるほど、空気側極12の中の水分は水蒸気の状態となるので、燃料電池11の停止後の掃気処理によって排水される排水量Wは大きくなってくる。逆に、圧力Pが高くなってくると、空気側極12の中の水分の水蒸気の割合が低下し、逆に水滴の割合が増加してくるので、掃気処理の際の空気圧縮機14の吐出空気流量Qが同じ場合には、燃料電池11の停止後の掃気処理において排水される排水量Wは少なくなってくる。また、掃気時間Dが増加すると掃気によって排水される排水量Wは多くなってくるが、時間が長くなるにつれて、単位掃気時間当たりの排水量Wの割合が少なくなってくる。   As the pressure P at the outlet of the air-side electrode 12 becomes lower, the water in the air-side electrode 12 becomes a water vapor state, so that the amount of waste water W drained by the scavenging process after the fuel cell 11 is stopped increases. On the contrary, when the pressure P increases, the ratio of water vapor in the air side electrode 12 decreases, and conversely, the ratio of water droplets increases, so that the air compressor 14 during the scavenging process is increased. When the discharge air flow rate Q is the same, the amount of waste water W drained in the scavenging process after the fuel cell 11 is stopped decreases. Further, as the scavenging time D increases, the amount of drainage W drained by scavenging increases, but as the time increases, the ratio of the amount of drainage W per unit scavenging time decreases.

図2(c)は燃料電池11の停止の際の空気側極12の出口温度に対する燃料電池11の停止後の掃気処理によって排水される排水量Wの関係を示す複数のマップの内の1つを示すものである。図中の3本の線は図2(a)(b)と同様に、燃料電池11の停止後に行われる掃気処理の掃気時間Dが100秒、200秒、300秒の各場合における空気側極12の空気側極出口の温度Tと排水量Wとの関係を示している。図2(c)においては、空気圧縮機14の吐出空気流量Q、空気側極出口の圧力P、水分量Xは一定である。   FIG. 2 (c) shows one of a plurality of maps showing the relationship between the outlet temperature of the air-side electrode 12 when the fuel cell 11 is stopped and the amount of waste water W drained by the scavenging process after the fuel cell 11 is stopped. It is shown. The three lines in the figure are the air side poles in the cases where the scavenging time D of the scavenging process performed after the stop of the fuel cell 11 is 100 seconds, 200 seconds, and 300 seconds, as in FIGS. 2 (a) and 2 (b). The relationship between the temperature T of 12 air side pole exits and the amount of waste_water | drain W is shown. In FIG.2 (c), the discharge air flow rate Q of the air compressor 14, the pressure P of the air side pole exit, and the moisture content X are constant.

空気側極12の出口の温度Tが高くなるほど、空気側極12の中の水分は水蒸気の状態となるので、燃料電池11の停止後の掃気処理によって排水される排水量Wは大きくなってくる。逆に、温度Tが低くなってくると、空気側極12の中の水分の水蒸気の割合が低下し、逆に水滴の割合が増加してくるので、掃気処理の際の空気圧縮機14の吐出空気流量Qが同じ場合には、燃料電池11の停止後の掃気処理において排水される排水量Wは少なくなってくる。また、掃気時間Dが増加すると掃気によって排水される排水量Wは多くなってくるが、時間が長くなるにつれて、単位掃気時間当たりの排水量Wの割合が少なくなってくるのは図2(a)及び図2(b)と同様である。   As the temperature T at the outlet of the air side electrode 12 becomes higher, the moisture in the air side electrode 12 becomes a water vapor state, so that the amount of waste water W drained by the scavenging process after the fuel cell 11 is stopped increases. On the contrary, when the temperature T is lowered, the ratio of water vapor in the air side electrode 12 is decreased and the ratio of water droplets is increased, so that the air compressor 14 in the scavenging process is increased. When the discharge air flow rate Q is the same, the amount of waste water W drained in the scavenging process after the fuel cell 11 is stopped decreases. Further, as the scavenging time D increases, the amount of drainage W drained by scavenging increases, but as the time increases, the ratio of the amount of drainage W per unit scavenging time decreases as shown in FIG. This is the same as FIG.

本実施形態では、上記のマップを記憶部63に格納し制御部61は燃料電池が起動過程中に停止した場合に前記燃料電池内の空気側極12から排出される排水量Wを予測する。   In the present embodiment, the above map is stored in the storage unit 63, and the control unit 61 predicts the amount of waste water W discharged from the air side electrode 12 in the fuel cell when the fuel cell stops during the starting process.

また、上記の記憶部63には、予測排出水分量の計算用のマップだけではなく、通常運転における、燃料電池11に通気する最適な流量の空気、水素ガスの流量や、定常運転圧力、許容出力の上昇と温度の関係、通常起動過程のプロセス、及び通常起動過程における各状態での予測排出水分量や現存水分量を計算することのできるデータ、マップなどを格納しており、常に、制御部61において通常起動状態とした場合の現存水分量、予測排出水分量、予測残留水分量等の計算をすることができるようになっている。   In addition to the map for calculating the predicted discharged water amount, the storage unit 63 described above, as well as the optimal flow rate of air, hydrogen gas, the steady operation pressure, and the permissible flow rate in the normal operation. Stores data, maps, etc. that can be used to calculate the relationship between output rise and temperature, normal start-up process, and predicted exhausted water content and existing water content in each state during normal start-up process. The unit 61 can calculate the existing water amount, the predicted discharged water amount, the predicted residual water amount, and the like in the normal startup state.

最初に図3及び図4を参照しながら、本発明の参考例による燃料電池システム10の起動について説明する。図3は本参考例の起動手段を示すフローチャートであり、図4(a)は起動過程の時間に対する燃料電池11の温度の変化を示すグラフで、図4(b)は空気側極12の現存水分量と予測残留水分量の変化を示すグラフである。図4(b)の右上がりの曲線は燃料電池11の空気側極12の中の現存水分量の変化を示し、台形状の曲線は燃料電池11の停止後の掃気処理後に残留する残留水分量を示している。図中のa,b,c,d,e及びa,p,q,r,s,uを結ぶ実線は従来技術による通常の起動を行った場合の各量の変化を示し、b,b’,c’,d’,e’,e及びp,p’,q’,r’,s’,sを結ぶ点線は本参考例による起動の際の各量の変化を示し、b,c”,d”,e及びp,q”,r”,sを結ぶ1点鎖線は本参考例の他の起動状態の際の各量の変化を示す。 First, the startup of the fuel cell system 10 according to a reference example of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a flowchart showing the starting means of this reference example, FIG. 4 (a) is a graph showing the change in temperature of the fuel cell 11 with respect to the time of the starting process, and FIG. 4 (b) is the existing existence of the air side electrode 12. It is a graph which shows the change of a moisture content and a prediction residual moisture content. 4B shows a change in the existing water content in the air side electrode 12 of the fuel cell 11, and the trapezoidal curve shows the residual water content remaining after the scavenging process after the fuel cell 11 is stopped. Is shown. The solid lines connecting a 1 , b 1 , c 1 , d 1 , e 1 and a 1 , p 1 , q 1 , r 1 , s 1 , u 1 in the figure are those in the case of normal startup according to the prior art. shows the change of the amount, b 1, b 1 ', c 1', d 1 ', e 1', e 1 and p 1, p 1 ', q 1', r 1 ', s 1', s 1 The dotted line connecting the lines indicates the change of each quantity at the time of start-up according to this reference example, and one point connecting b 1 , c 1 ″, d 1 ″, e 1 and p 1 , q 1 ″, r 1 ″, s 1. A chain line indicates a change in each amount in another activation state of this reference example.

図3のステップS101に示すように、制御部61は、燃料電池11を通常起動過程によって起動する。図4(a)に示すように、起動時の温度がhの状態で燃料電池11が起動されると、一定時間の間、燃料電池11は発電効率を低下させて、燃料電池11の温度を上昇させていく暖機運転を行う。この暖機運転によって燃料電池11の温度はiまで上昇する。その後、燃料電池11は発電量に対する空気量と発電量に対する酸素量の割合が最適な割合となるように制御しながら許容負荷を上昇させていく。また、電解質膜の湿度雰囲気を保つために加湿器によって空気圧縮機14の吐出空気を加湿している。 As shown in step S101 of FIG. 3, the control unit 61 starts the fuel cell 11 in the normal starting process. As shown in FIG. 4A, when the fuel cell 11 is started in a state where the temperature at the start is h 1 , the fuel cell 11 reduces the power generation efficiency for a certain period of time, and the temperature of the fuel cell 11 Perform warm-up operation that raises. Temperature of the fuel cell 11 by the warm-up operation is increased to i 1. Thereafter, the fuel cell 11 increases the allowable load while controlling so that the ratio of the air amount to the power generation amount and the oxygen amount to the power generation amount becomes an optimum ratio. Moreover, in order to maintain the humidity atmosphere of the electrolyte membrane, the air discharged from the air compressor 14 is humidified by a humidifier.

図4(b)のaからbに示すように、燃料電池11が起動していくと、発電量の増加によって生成される生成水も増加し、燃料電池11の空気側極12の出口の水分量も増加してくる。図4(a)(b)においては、空気圧縮機14の吐出流量は発電量に対する酸素量の割合が最適な割合となるように空気圧縮機14の回転数を制御することによって制御されている。また、空気側極12の出口圧力は空気圧力調節弁28によって所定の運転圧力に保持されている。一方、燃料電池11が起動してくると、図4(b)のaからpに示すように、燃料電池11が起動過程途中に停止した場合に空気側極12の中に残留すると予測される予測残留水分量も次第に増加してくる。 As shown from a 1 to b 1 in FIG. 4B, when the fuel cell 11 is started, the generated water generated by the increase in the amount of power generation also increases, and the outlet of the air side electrode 12 of the fuel cell 11 increases. The amount of water will also increase. 4 (a) and 4 (b), the discharge flow rate of the air compressor 14 is controlled by controlling the rotation speed of the air compressor 14 so that the ratio of the oxygen amount to the power generation amount becomes an optimum ratio. . Further, the outlet pressure of the air side electrode 12 is maintained at a predetermined operating pressure by the air pressure control valve 28. On the other hand, when the fuel cell 11 is activated, it is predicted that the fuel cell 11 remains in the air side electrode 12 when the fuel cell 11 is stopped during the activation process, as indicated by a 1 to p 1 in FIG. The predicted residual moisture content will gradually increase.

この起動過程において、図3のステップS102に示すように、制御部61は、燃料電池11の空気側極12の水分量センサ25の信号を取得し、これに基づいて、図3のステップS103に示すように、燃料電池11の空気側極12の内部に現存している水分量を計算する。例えば、燃料電池11の空気側極12の出口の水分量から燃料電池11の電気出力から計算される生成水量の1/2を差し引いた水分量に基づいて燃料電池11の空気側極12の内部の単位体積あたりの平均水分量を計算し、これに空気流路の体積をかけて燃料電池11の空気側極12の内部に現存している現存水分量を計算する。現存水分量の計算は上記の方法に限られず、空気側極12の出口の水分量から空気側極出口の単位体積あたりの水分量を計算して、これに空気側極12の空気流路の体積を掛け合わせた最大水分量を現存水分量としても良い。また、燃料電池11の起動中、制御部61は、図3のステップS104に示すように、空気圧縮機14の吸気流量計18によって測定される吸気流量のデータに基づく空気圧縮機14の吐出空気流量と、空気側極12の出口の水分量センサ25、温度センサ26、圧力センサ27の各計測器の信号と、図2で説明した記憶部63に格納されている排出水分量計算マップに基づいて、燃料電池11が停止した場合の掃気処理によって排水することができる予測排出水分量を計算する。そして、制御部61は、図3のステップ105に示すように、上記の現存水分量から予測排出水分量を差し引いて、その時点において燃料電池11が停止した場合に燃料電池11の空気側極12の内部に残留すると予測される予測残留水分量を計算する。   In this starting process, as shown in step S102 of FIG. 3, the control unit 61 acquires the signal of the moisture amount sensor 25 of the air side electrode 12 of the fuel cell 11, and based on this, the control unit 61 proceeds to step S103 of FIG. As shown, the amount of water present in the air side electrode 12 of the fuel cell 11 is calculated. For example, the inside of the air side electrode 12 of the fuel cell 11 is based on the amount of water obtained by subtracting 1/2 of the generated water amount calculated from the electrical output of the fuel cell 11 from the amount of water at the outlet of the air side electrode 12 of the fuel cell 11. The average moisture content per unit volume is calculated, and the volume of the air flow path is multiplied by this to calculate the existing moisture content existing in the air side electrode 12 of the fuel cell 11. The calculation of the existing moisture amount is not limited to the above method, and the moisture amount per unit volume at the outlet of the air side electrode 12 is calculated from the moisture amount at the outlet of the air side electrode 12, and this is calculated. The maximum water content multiplied by the volume may be used as the existing water content. Further, during startup of the fuel cell 11, the control unit 61 discharges air from the air compressor 14 based on intake air flow data measured by the intake air flow meter 18 of the air compressor 14, as shown in step S <b> 104 in FIG. 3. Based on the flow rate, the signals of the measuring devices of the moisture sensor 25, the temperature sensor 26, and the pressure sensor 27 at the outlet of the air side electrode 12, and the discharged moisture calculation map stored in the storage unit 63 described in FIG. Thus, the predicted discharged water amount that can be drained by the scavenging process when the fuel cell 11 is stopped is calculated. Then, as shown in step 105 of FIG. 3, the control unit 61 subtracts the predicted discharged water amount from the existing water amount, and when the fuel cell 11 stops at that time, the air side electrode 12 of the fuel cell 11. Calculate the predicted amount of residual moisture that is expected to remain inside.

このように、制御部61は、燃料電池11の起動過程においては、上記の予測残留水分量を常に計算している。そして、制御部61は図3のステップS106に示すように、その結果と限界残留水分量Wとを比較しながら燃料電池11の起動を続けていく。制御部61は図3のステップS106に示すように、上記の予測残留水分量が限界残留水分量Wを超えた時に、燃料電池は起動過程の途中に停止した場合に燃料電池11の空気側極12の内部に限界残留水分量W以上の水分量を含んでしまう特定の時間帯に入ったものと判断する。これは、図4(b)に示すtの時である。 As described above, the control unit 61 always calculates the predicted residual moisture amount in the startup process of the fuel cell 11. Then, the control unit 61, as shown in step S106 of FIG. 3, continue the start-up of the fuel cell 11 while comparing the results and limits the amount of residual water W 0. Control unit 61, as shown in step S106 of FIG. 3, when the prediction residual moisture content of the exceeds the limit amount of residual water W 0, the fuel cell air side of the fuel cell 11 when stopped in the middle of the activation process It is determined that the inside of the pole 12 has entered a specific time zone in which the moisture content exceeding the limit residual moisture content W 0 is included. This is when the t 1 shown in Figure 4 (b).

すると、制御部61は、図3のステップS107に示すように、加湿器バイパス弁35を開とする信号を出力し、加湿器バイパス弁35を開とする。加湿器バイパス弁35が開となると、空気圧縮機14の吐出空気を加湿しない空気が加湿器バイパス管路33を通って空気供給管路23に流れ込む。このことによって、燃料電池11の空気側極12に供給される空気中の水分量が低減される。すると、図4(b)のbからb’の点線の矢印で示すように、空気側極12に供給される空気の水分量はyだけ減少する。一方、空気圧縮機14の吐出空気流量や空気側極12出口の圧力、温度は変化しないことから、図4(b)のpからp’への点線の矢印で示すように、燃料電池11が起動途中で停止した場合の予測残留水分量もyだけ減少し、予測残留水分量は限界残留水分量W以下となる。加湿器バイパス弁35を開とした状態で起動を続けると、空気側極12の中の現存水分量は、図4(b)の点線の矢印で示すようにb’からc’,d’と変化していく。一方、予測残留水分量も図4(b)の点線の矢印で示すようにp’からq’,r’と変化していく。この状態では、q’,r’の点での予測残留水分量は限界残留水分量W以下となっている。もし、q’,r’の点での予測残留水分量が限界残留水分量W以上となっている場合には、加湿器バイパス管路33や加湿器バイパス弁35を燃料電池システム10に適合するように大きなサイズにする。 Then, the control part 61 outputs the signal which opens the humidifier bypass valve 35, and opens the humidifier bypass valve 35, as shown to step S107 of FIG. When the humidifier bypass valve 35 is opened, air that does not humidify the discharge air of the air compressor 14 flows into the air supply line 23 through the humidifier bypass line 33. As a result, the amount of moisture in the air supplied to the air side electrode 12 of the fuel cell 11 is reduced. Then, as shown by the dotted arrows from b 1 to b 1 ′ in FIG. 4B, the moisture content of the air supplied to the air side electrode 12 decreases by y 1 . On the other hand, discharge air flow rate and the air-side electrode 12 outlet pressure of the air compressor 14, since no temperature changes, as the p 1 shown in FIG. 4 (b) shown by the dotted arrow in the p 1 ', the fuel cell prediction residual moisture amount when 11 is stopped midway start may decrease by y 1, the prediction residual moisture amount is less than the limit amount of residual water W 0. If the start-up is continued with the humidifier bypass valve 35 open, the existing water content in the air-side electrode 12 is changed from b 1 ′ to c 1 ′, d as indicated by the dotted arrow in FIG. It changes with 1 '. On the other hand, the predicted residual moisture content also changes from p 1 ′ to q 1 ′, r 1 ′ as indicated by the dotted arrows in FIG. In this state, the predicted residual water content at the points q 1 ′ and r 1 ′ is not more than the limit residual water content W 0 . If the predicted residual moisture amount at the points q 1 ′ and r 1 ′ is equal to or greater than the limit residual moisture amount W 0 , the humidifier bypass pipe 33 and the humidifier bypass valve 35 are connected to the fuel cell system 10. Make it large to fit.

そして、図4(a)に示すように、時間tになると燃料電池11の温度はk’まで上昇してくる。すると、燃料電池11の空気側極12の内部の水分の水蒸気の割合が急速に上昇し始める。このことによって、燃料電池11が起動の途中で停止した場合の停止後掃気による予測排出水分量が急速に増加する。一方、加湿器バイパス弁35は開状態を保ったままであることから、図4(b)の点線の矢印で示すようにd’からe’の間は空気側極12の現存水分量は通常起動状態よりも低いままとなっている。このため、図4(b)のr’からs’に示すように、予測残留水分量は限界残留水分量W付近から急速に低下してくる。 As shown in FIG. 4A, the temperature of the fuel cell 11 rises to k 1 ′ at time t 3 . Then, the ratio of water vapor in the water inside the air side electrode 12 of the fuel cell 11 starts to rise rapidly. As a result, when the fuel cell 11 stops in the middle of startup, the predicted discharged water amount due to the scavenging after the stop increases rapidly. On the other hand, since the humidifier bypass valve 35 remains open, the existing water content of the air side electrode 12 is between d 1 ′ and e 1 ′ as shown by the dotted arrow in FIG. It remains lower than the normal startup state. For this reason, as shown from r 1 ′ to s 1 ′ in FIG. 4 (b), the predicted residual water content rapidly decreases from the vicinity of the limit residual water content W 0 .

そして、図4(b)の時間tになると、燃料電池11の温度は図4(a)のkまで上昇し、空気側極12の中の空気の水分量に占める水蒸気の割合が更に大きくなり、通常起動条件の下でも、燃料電池11が起動の途中で停止した場合に停止後の掃気によって残留水分量を限界残留水分量W以下とできる状態となる。制御部61は、通常起動過程となった場合の予測残留水分量と限界残留水分量Wとの差を常に計算しながら起動している。そして、図3のステップS108に示すように、通常起動過程となった場合の予測残留水分量が限界残留水分量Wよりも小さくなった場合に、燃料電池は起動過程の途中に燃料電池11を停止した場合に燃料電池11の空気側極12の内部に限界残留水分量W以上の水分量を含んでしまう特定の時間帯から脱したものと判断する。 Then, at time t 4 in FIG. 4B, the temperature of the fuel cell 11 rises to k 1 in FIG. 4A, and the ratio of water vapor to the moisture content of air in the air side electrode 12 further increases. Even under normal startup conditions, when the fuel cell 11 stops in the middle of startup, the remaining moisture amount can be reduced to a limit residual moisture amount W 0 or less by scavenging after stopping. Control unit 61 is activated constantly, while calculating the difference between the predicted amount of residual water and limit the amount of residual water W 0 in the case of a normal startup state. Then, as shown in step S108 of FIG. 3, if the predicted residual water content in the case of a normal startup state is smaller than the limit amount of residual water W 0, the fuel cell is a fuel cell in the middle of the activation process 11 Is stopped, it is determined that the fuel cell 11 has escaped from the specific time zone in which the moisture content exceeding the limit residual moisture content W 0 is contained inside the air side electrode 12.

すると、制御部61は、図3のステップS109に示すように、加湿器バイパス弁35を閉とする信号を出力して、加湿器バイパス弁35を閉として、図3のステップS110に示すように、空気圧縮機14の吐出空気を加湿器31に通して燃料電池11に供給される空気に水分を加湿する通常の起動制御に戻る。すると燃料電池11の空気側極12の現存水分量は、図4(b)の点線の矢印で示すようにe’から通常運転状態のeに戻る。これと同時に、予測残留水分量もs’から通常運転状態のsに戻る。そして、さらに燃料電池11の起動が進んで、通常運転温度lに達すると、空気側極12の水分は略全部水蒸気の状態となり、燃料電池11が停止しても停止後の掃気処理によって現存水分量を全て排出することができるようになることから、通常運転状態では、予測残留水分量はゼロとなってくる。 Then, as shown in step S109 in FIG. 3, the control unit 61 outputs a signal for closing the humidifier bypass valve 35, closes the humidifier bypass valve 35, and as shown in step S110 in FIG. Then, the discharge air of the air compressor 14 is passed through the humidifier 31 to return to the normal startup control in which moisture is humidified in the air supplied to the fuel cell 11. Then the existing water content of the air-side electrode 12 of the fuel cell 11 is returned to e 1 of the normal operation state from e 1 'as shown by dotted arrows in Figure 4 (b). At the same time, it returns the predicted residual water content from be s 1 'to s 1 of the normal operation. Then, further progressed startup of the fuel cell 11 reaches the normal operating temperature l 1, moisture of the air-side electrode 12 is substantially entirely in a state of water vapor, existing also the fuel cell 11 is stopped by the scavenging process after the stop Since all the moisture content can be discharged, the predicted residual moisture content becomes zero in the normal operation state.

このように、本参考例によれば、燃料電池11の起動過程において燃料電池を停止させると、燃料電池の停止後に残留水が空気流路を閉塞してしまうような特定の時間帯において燃料電池を停止した際の燃料電池内の残留水分量を低減することができるという効果を奏する。そして、燃料電池11が起動途中において運転者の指令などによって停止した場合であっても、停止後の掃気処理によって燃料電池11の空気側極12に残留する水分量が、限界残留水分量Wよりも少なく、起動途中の停止によって、空気側極12が残留水分によって閉塞されてしまうことが少なくなるという効果を奏する。また、残留水分量が減少するので、残留水分が凍結した場合でも凍結量を少なくすることができるという効果を奏する。 Thus, according to the present reference example, when the fuel cell is stopped in the starting process of the fuel cell 11, the fuel cell is in a specific time zone in which residual water closes the air flow path after the fuel cell is stopped. There is an effect that the amount of residual water in the fuel cell when the operation is stopped can be reduced. Even when the fuel cell 11 is stopped by a driver's command or the like in the middle of starting, the amount of water remaining in the air side electrode 12 of the fuel cell 11 by the scavenging process after the stop is the limit residual water amount W 0. Thus, there is an effect that the air side electrode 12 is less likely to be blocked by the residual moisture due to the stop during the activation. Further, since the residual water content is reduced, there is an effect that the amount of freezing can be reduced even when the residual water is frozen.

以上の本参考例の説明においては、加湿器バイパス弁35を特定の時間帯において開とすることによって、予想残留水分量が限界残留水分量W以下となるようにすることとして説明したが、加湿器バイパス弁35の開閉をデューティ比制御によって調節弁と同様の動作をさせて、図4(b)のp,q”,r”,sを結ぶ1点鎖線のように、予測残留水分量を限界残留水分量Wとなるように制御してもよいし、中間開度において停止させることによって、複数のバイパス流量を実現することができるようにしてもよい。これによって限界残留水分量Wを下回る範囲で、予測残留水分量が限界残留水分量Wを超えないように段階的に加湿器バイパス弁35を調節するようにしてもよい。 In the description of the above reference example, the humidifier bypass valve 35 is opened in a specific time period so that the expected residual moisture amount is set to be equal to or less than the limit residual moisture amount W 0 . The opening and closing of the humidifier bypass valve 35 is operated in the same manner as the control valve by duty ratio control, and as shown by a one-dot chain line connecting p 1 , q 1 ″, r 1 ″, s 1 in FIG. The predicted residual moisture amount may be controlled to be the limit residual moisture amount W 0 , or a plurality of bypass flow rates may be realized by stopping at the intermediate opening. Thus the extent below the limit amount of residual water W 0, the prediction residual moisture content may be adjusted stepwise humidifier bypass valve 35 so as not to exceed the limit amount of residual water W 0.

また、図5に示すように、燃料電池11の起動時の燃料電池11の温度と起動特性から、特定の時間帯となる燃料電池11の温度マップを記憶部63に格納しておき、燃料電池11の起動時の温度に基づいて記憶部63のマップから燃料電池が特定の時間帯に入るとなる特定温度範囲を求め、燃料電池11の温度が、この特定温度範囲に入っている場合に加湿器バイパス弁35を開として起動することとしても好適である。   Further, as shown in FIG. 5, a temperature map of the fuel cell 11 in a specific time zone is stored in the storage unit 63 from the temperature and start characteristics of the fuel cell 11 when the fuel cell 11 is started, and the fuel cell 11 is stored. 11, a specific temperature range in which the fuel cell enters a specific time zone is obtained from the map of the storage unit 63 based on the temperature at the time of start-up, and humidification is performed when the temperature of the fuel cell 11 is within the specific temperature range. It is also preferable to start by opening the detector bypass valve 35.

図5のステップS502に示すように、燃料電池11の起動後、制御部61は起動時の燃料電池11の温度を取得し、図5のステップS503に示すように、この温度と記憶部63に格納されているマップに基づいて、燃料電池11が通常の起動過程において特定の時間帯に入ることとなる温度範囲を取得する。そして図5のステップS504に示すように、燃料電池の温度が特定の時間帯に入ったと判断される温度に上昇してきたら、制御部61は加湿器バイパス弁35を開とする信号を出力して、加湿器バイパス弁35を開とする。そして制御部61は燃料電池11の温度の監視を続け、図3のステップS506に示すように、その温度が特定の時間帯の温度範囲から脱したと判断した場合には、制御部61は加湿器バイパス弁35を閉とする指令を出力し、加湿器バイパス弁35を閉とする。そして、図5のステップS507に示すように通常の起動動作に復帰する。   As shown in step S502 of FIG. 5, after the fuel cell 11 is started, the control unit 61 acquires the temperature of the fuel cell 11 at the time of start-up, and in the temperature and the storage unit 63, as shown in step S503 of FIG. Based on the stored map, a temperature range in which the fuel cell 11 enters a specific time zone during a normal startup process is acquired. Then, as shown in step S504 of FIG. 5, when the temperature of the fuel cell rises to a temperature determined to have entered a specific time zone, the control unit 61 outputs a signal for opening the humidifier bypass valve 35. Then, the humidifier bypass valve 35 is opened. Then, the controller 61 continues to monitor the temperature of the fuel cell 11, and when it is determined that the temperature has deviated from the temperature range of a specific time zone as shown in step S506 in FIG. A command to close the humidifier bypass valve 35 is output, and the humidifier bypass valve 35 is closed. And it returns to normal starting operation | movement as shown to step S507 of FIG.

上記の説明は特定の時間帯となる燃料電池11の温度を範囲を計算して制御することとしたが、燃料電池11の空気側極12の出口空気温度を計算してこれに基づいて制御することとしても良い。また、起動時の温度条件から、特定の時間帯となる時間を予測し、その時間に基づいて加湿器バイパス弁35を開閉動作させて起動することとしても好適である。   In the above description, the temperature of the fuel cell 11 in a specific time zone is controlled by calculating the range, but the outlet air temperature of the air side electrode 12 of the fuel cell 11 is calculated and controlled based on this. It's also good. Moreover, it is also preferable to predict the time which becomes a specific time slot | zone from the temperature conditions at the time of starting, and to open and close the humidifier bypass valve 35 based on the time.

次に燃料電池11の起動過程において、空気圧縮機14の回転数を上昇させて空気側極12に流入する空気流量を増加させることによって、予測残留水分量を限界残留水分量W以下に制御する起動手段について、図6および7を参照しながら説明する。図4と同様の部分については同様の符号を付して説明は省略する。図6は本参考例の動作を示すフローチャートであり、図7(a)は起動過程の時間に対する燃料電池の温度の変化を示すグラフで、図7(b)は空気側極12の現存水分量と残留水分量の変化を示すグラフである。図7(b)のa,b,c,d,e及びa,p,q,r,s,uを結ぶ実線は従来技術による通常の起動を行った場合の各量の変化を示し、b,c’,d’,e及びp,q’,r’,sを結ぶ1点鎖線及びp,q”,r”,sを結ぶ2点鎖線は本参考例の起動状態における各量の変化を示す。 Next, in the starting process of the fuel cell 11, the predicted residual moisture amount is controlled to be equal to or less than the limit residual moisture amount W 0 by increasing the rotational speed of the air compressor 14 and increasing the air flow rate flowing into the air side electrode 12. The starting means to perform will be described with reference to FIGS. Components similar to those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the present reference example, FIG. 7 (a) is a graph showing the change in the temperature of the fuel cell with respect to the time of the starting process, and FIG. 7 (b) is the existing water content of the air side electrode 12. It is a graph which shows the change of residual moisture content. The solid lines connecting a 2 , b 2 , c 2 , d 2 , e 2 and a 2 , p 2 , q 2 , r 2 , s 2 , u 2 in FIG. 1, b 2 , c 2 ′, d 2 ′, e 2 and p 2 , q 2 ′, r 2 ′, s 2 , and a dash-dot line and p 2 , q 2 ″, A two-dot chain line connecting r 2 ″ and s 2 indicates a change in each amount in the activated state of this reference example.

図6のステップS201からS206に示すように、制御部61は、燃料電池11の空気側極12の中の現存水分量と、起動過程において途中で停止した場合の停止後の掃気処理によって排水できる予測排出水分量とを計算し、これから、通常起動過程の途中で停止した場合の予測残留水分量を常に計算し続け、予測残留水分量が限界残留水分量Wを超えた場合に、制御部61は、燃料電池11が起動過程の途中に停止した場合に燃料電池11の空気側極12の内部に限界残留水分量W以上の水分量を含んでしまう特定の時間帯に入ったものと判断する。 As shown in steps S201 to S206 in FIG. 6, the control unit 61 can drain water by the existing moisture content in the air side electrode 12 of the fuel cell 11 and the scavenging process after stopping when stopping halfway in the starting process. When the predicted residual water content is calculated, the predicted residual water content is always calculated when the normal start-up process is stopped, and the predicted residual water content exceeds the limit residual water content W 0. 61, when the fuel cell 11 stops in the middle of the start-up process, and enters the specific time zone in which the water side electrode 12 of the fuel cell 11 contains a water content exceeding the limit residual water content W 0. to decide.

すると、図6のステップS207に示すように、制御部61は、空気圧縮機14の吐出空気流量を増加させながら起動制御を行う空気圧縮機吐出流量増加制御を開始する。具体的には、燃料電池11の発電量に対する空気量と発電量に対する酸素量の割合が最適な割合となる空気流量よりも大きい空気流量が流れるように、空気圧縮機14のモータ16の回転数を上昇させる信号をモータ16に出力し、空気圧縮機14の回転数を増加させて空気圧縮機14の吐出空気流量を増加させる。   Then, as shown in step S207 of FIG. 6, the control unit 61 starts air compressor discharge flow rate increase control that performs start-up control while increasing the discharge air flow rate of the air compressor 14. Specifically, the rotational speed of the motor 16 of the air compressor 14 is such that an air flow rate greater than the air flow rate at which the ratio of the air amount to the power generation amount of the fuel cell 11 and the oxygen amount to the power generation amount is an optimal ratio flows. Is output to the motor 16 to increase the rotational speed of the air compressor 14 and increase the discharge air flow rate of the air compressor 14.

空気圧縮機14の吐出空気流量が増加すると、加湿器31による加湿水分量は変化しないことから、単位体積あたりの空気側極内の空気の水分量が減少する。すると燃料電池11の空気側極12の現存水分量は、図7(b)のb,c’,d’,eを結ぶ1点鎖線のように、通常運転状態の現存水分量よりもyだけ少なくなってくる。更に、空気圧縮機14の吐出空気流量が増加すると、図2(a)に示したように、燃料電池11の停止後の掃気において所定の掃気時間内に掃気する排水量が増加する。このため掃気後の残留水分量は図7(b)に示すyだけ減少する。上記の現存水分量の減少量yは、燃料電池11の空気側極12の出口水分量と、空気圧縮機14の吐出空気流量の減少量から現存水分量の計算を行い、記憶部63に格納した通常起動の時の現存水分量マップと比較することによって計算できる。また、掃気水分量の増加分のyは記憶部63のマップから予測排出水分量を計算し、これを通常運転の予測排出水分量と比較することによって計算することができる。そして、このyとyの合計のyが通常運転状態の予測残留水分量と限界残留水分量Wとの差よりも大きくなるように、適宜、空気圧縮機14のモータ16の回転数にフィードバックをかけることによって、予測残留水分量が限界残留水分量Wを下回るように、空気圧縮機14の回転数を制御して、燃料電池を起動していく。 When the discharge air flow rate of the air compressor 14 is increased, the moisture content by the humidifier 31 does not change, so the moisture content of the air in the air side electrode per unit volume decreases. Then, the existing moisture content of the air side electrode 12 of the fuel cell 11 is the existing moisture content in the normal operation state as shown by a one-dot chain line connecting b 2 , c 2 ′, d 2 ′, and e 2 in FIG. it becomes as small as y 2 than. Furthermore, when the discharge air flow rate of the air compressor 14 increases, as shown in FIG. 2A, the amount of waste water scavenged within a predetermined scavenging time in the scavenging after the fuel cell 11 stops is increased. For this reason, the amount of residual water after scavenging is reduced by y 3 shown in FIG. Decrease y 2 of the existing water content, and the outlet moisture content of the air-side electrode 12 of the fuel cell 11, the amount of decrease in the discharge air flow rate of the air compressor 14 performs the computation of the existing water content, the storage unit 63 It can be calculated by comparing with the stored moisture content map at the time of normal startup. Further, the increase y 3 in the scavenging water amount can be calculated by calculating the predicted discharged water amount from the map of the storage unit 63 and comparing it with the predicted discharged water amount in the normal operation. Then, the rotation of the motor 16 of the air compressor 14 is appropriately performed so that the total y 1 of y 2 and y 3 becomes larger than the difference between the predicted residual moisture amount in the normal operation state and the limit residual moisture amount W 0. By applying feedback to the number, the number of revolutions of the air compressor 14 is controlled so that the predicted residual moisture amount is lower than the limit residual moisture amount W 0 , and the fuel cell is started.

そして、図6のステップS208に示すように、通常起動過程となった場合の予測残留水分量が限界残留水分量Wよりも小さくなった場合に、燃料電池は起動過程の途中に停止した場合に燃料電池11の空気側極12の内部に限界残留水分量W以上の水分量を含んでしまう特定の時間帯から脱したものと判断し、図6のステップS209に示すように、空気圧縮機吐出流量増加制御を停止して、図6のステップS210に示すように、通常の起動動作に復帰して、燃料電池11の起動を続けていく。 Then, as shown in step S208 of FIG. 6, if the predicted residual water content in the case of a normal start process if it becomes smaller than the limit amount of residual water W 0, the fuel cell has been stopped in the middle of the activation process Then, it is determined that the fuel cell 11 has escaped from a specific time zone in which the moisture content exceeding the limit residual moisture content W 0 is included in the air side electrode 12, and as shown in step S 209 of FIG. The machine discharge flow rate increase control is stopped, and as shown in step S210 of FIG. 6, the normal start-up operation is restored and the start-up of the fuel cell 11 is continued.

このように、本参考例によれば、燃料電池11の起動過程において燃料電池を停止させると、燃料電池の停止後に残留水が空気流路を閉塞してしまうような特定の時間帯において燃料電池を停止した際の燃料電池内の残留水分量を低減することができるという効果を奏する。   Thus, according to the present reference example, when the fuel cell is stopped in the starting process of the fuel cell 11, the fuel cell is in a specific time zone in which residual water closes the air flow path after the fuel cell is stopped. There is an effect that the amount of residual water in the fuel cell when the operation is stopped can be reduced.

以上の本参考例の説明においては、空気圧縮機14のモータ16の回転数を特定の時間帯において上昇させることによって、図6に示すように、予想残留水分量が限界残留水分量W以下となるようにすることとして説明したが、燃料電池11の起動時の燃料電池の温度と起動特性から、特定の時間帯となる燃料電池11の温度マップを記憶部63に格納しておき、燃料電池11の起動時の温度に基づいて記憶部63のマップから燃料電池が特定の時間帯に入るとなる特定温度範囲を求め、燃料電池11の温度が、この特定温度範囲に入っている場合に空気圧縮機14のモータ16の回転数を上昇させて起動することとしても好適である。 In the above description of the present embodiment, by increasing the rotational speed of the motor 16 of the air compressor 14 at certain times, as shown in FIG. 6, the expected amount of residual water is a limit amount of residual water W 0 or less As described above, the temperature map of the fuel cell 11 in a specific time zone is stored in the storage unit 63 from the temperature of the fuel cell when the fuel cell 11 is started and the starting characteristics, A specific temperature range in which the fuel cell enters a specific time zone is obtained from the map of the storage unit 63 based on the temperature at the time of starting the battery 11, and the temperature of the fuel cell 11 is within this specific temperature range. It is also suitable as starting by raising the rotation speed of the motor 16 of the air compressor 14.

図8において、燃料電池11が特定の時間帯に入ったかどうかを判断するまでの、ステップS601からS604は図5と同様である。そして、燃料電池11の温度が特定の時間帯に入ったと判断される温度に達すると、制御部61は、図8のステップS605に示すように、空気圧縮機吐出流量増加制御を開始する。そして、図8のステップS606に示すように、燃料電池11の温度が特定の時間帯を示す温度範囲から脱した場合には、空気圧縮機吐出流量増加制御を停止して、図8のステップS608に示すように通常の起動動作に復帰する。   In FIG. 8, steps S601 to S604 up to determining whether the fuel cell 11 has entered a specific time zone are the same as those in FIG. When the temperature of the fuel cell 11 reaches a temperature determined to have entered a specific time zone, the control unit 61 starts the air compressor discharge flow rate increase control as shown in step S605 of FIG. Then, as shown in step S606 of FIG. 8, when the temperature of the fuel cell 11 departs from the temperature range indicating a specific time zone, the air compressor discharge flow rate increase control is stopped, and step S608 of FIG. As shown in Fig. 2, the normal startup operation is restored.

上記の説明は特定の時間帯となる燃料電池11の温度の範囲を計算して空気圧縮機14を制御することとしたが、燃料電池11の空気側極12の出口空気温度を計算してこれに基づいて制御することとしても良い。また、起動時の温度条件から、特定の時間帯となる時間を予測し、その時間に基づいて空気圧縮機吐出流量増加制御の開始および停止をして起動することとしても好適である。   In the above description, the air compressor 14 is controlled by calculating the temperature range of the fuel cell 11 in a specific time zone. However, by calculating the outlet air temperature of the air side electrode 12 of the fuel cell 11, this is calculated. It is good also as controlling based on. Moreover, it is also preferable to predict the time which becomes a specific time slot | zone from the temperature conditions at the time of starting, and to start by starting and stopping the air compressor discharge flow rate increase control based on the time.

次に図9を参照しながら、本発明の実施形態における燃料電池11の起動過程において、空気圧力調節弁28によって空気側極の空気圧力を減少させて、予測残留水分量を限界残留水分量W以下に制御する起動手段について説明する。図9はこの起動手段を示すフローチャートで、この場合の起動カーブは図4と同様となることから、状態量の変化については、図4を参照しながら説明する。 Next, referring to FIG. 9, in the starting process of the fuel cell 11 in the embodiment of the present invention, the air pressure at the air side electrode is decreased by the air pressure control valve 28, and the predicted residual moisture amount is set to the limit residual moisture amount W. The starting means for controlling to 0 or less will be described. FIG. 9 is a flowchart showing the starting means. In this case, the starting curve is the same as that in FIG. 4, and the change in the state quantity will be described with reference to FIG.

図9のステップS301からステップS306に示すように、制御部61は、先に説明したと同様に燃料電池11の空気側極12の中の現存水分量と、通常の起動過程において途中で停止した場合の停止後の掃気処理によって排水できる予測排出水分量とを計算し、これから、起動過程の途中で停止した場合の予測残留水分量を常に計算し続け、予測残留水分量が限界残留水分量Wを超えた場合に、制御部61は、燃料電池11が起動過程の途中に停止した場合に燃料電池11の空気側極12の内部に限界残留水分量W以上の水分量を含んでしまう特定の時間帯に入ったものと判断する。 As shown in step S301 to step S306 in FIG. 9, the control unit 61 stopped in the middle of the normal moisture content and the existing water content in the air side electrode 12 of the fuel cell 11 as described above. In this case, the predicted amount of water that can be drained by the scavenging process after stoppage is calculated, and from this, the predicted residual water amount is always calculated when it is stopped during the start-up process. If it exceeds 0 , the control unit 61 will contain a water content of the limit residual water content W 0 or more in the air side electrode 12 of the fuel cell 11 when the fuel cell 11 stops in the middle of the starting process. Judge that it is in a specific time zone.

すると、図9のステップS307に示すように、制御部61は空気圧力調節弁28によって空気側極12の空気圧力を減圧していく減圧制御を開始する。具体的には、制御部61は、燃料電池11の空気側極12の出口の空気圧力調節弁28の開度を大きくして、空気側極12の空気圧力を通常の運転圧力から低下させる指令を出力する。これによって、空気圧力調節弁28の開度を大きくして空気側極12の中の空気圧力を通常の運転圧力よりも低下させる。すると、図2(b)で説明したように、空気圧力の低下によって空気側極12の内部の水分が水蒸気の割合が多くなる領域に移行する。このことによって、燃料電池11が起動の途中で停止した場合の停止後の掃気処理によって排出することができる水分量が増えてくる。   Then, as shown in step S <b> 307 in FIG. 9, the control unit 61 starts the pressure reduction control in which the air pressure of the air side electrode 12 is reduced by the air pressure adjustment valve 28. Specifically, the control unit 61 increases the opening of the air pressure control valve 28 at the outlet of the air side electrode 12 of the fuel cell 11 to reduce the air pressure of the air side electrode 12 from the normal operating pressure. Is output. Thereby, the opening degree of the air pressure control valve 28 is increased, and the air pressure in the air side electrode 12 is lowered from the normal operation pressure. Then, as described with reference to FIG. 2B, the moisture inside the air-side electrode 12 shifts to a region where the proportion of water vapor increases due to a decrease in air pressure. This increases the amount of water that can be discharged by the scavenging process after stopping when the fuel cell 11 stops in the middle of starting.

制御部61は、記憶部63に格納したマップから、圧力の低下度合いと予測排出水分量の増加割合を計算する。そして、予測排出水分量の増加割合が、通常起動における予測残留水分量と限界残留水分量Wとの差となるように、空気圧力調節弁28を制御しながら起動していく。 The control unit 61 calculates the degree of pressure decrease and the increase rate of the predicted discharged water amount from the map stored in the storage unit 63. Then, the air pressure control valve 28 is started while controlling so that the increase rate of the predicted discharged water amount becomes the difference between the predicted residual water amount and the limit residual water amount W 0 in normal startup.

つまり、図4(b)の通常起動の予測残量水分量と限界残留水分量Wとの差分だけ、空気圧力調節弁28による減圧によって、予測排出水分量が増加するように空気圧力調節弁を制御していく。すると、燃料電池11の空気側極内の予測残留水分量は図4(b)の1点鎖線の点線の矢印で示すp,q”,r”,sのように、限界残留水分量Wの線に沿って変化し、現存水分量は、図4の点線の矢印で示す、b,c”,d”eのように変化していく。 That is, the air pressure control valve is configured so that the predicted discharged water amount is increased by the pressure reduction by the air pressure control valve 28 by the difference between the predicted remaining water amount and the limit residual water amount W 0 in the normal activation shown in FIG. To control. Then, the predicted residual water content in the air-side electrode of the fuel cell 11 is the limit residual as shown by p 1 , q 1 ″, r 1 ″, s 1 indicated by the dashed-dotted arrows in FIG. The water content changes along the line of the water content W 0 , and the existing water content changes as b 1 , c 1 ″, d 1 ″ e 1 indicated by dotted arrows in FIG.

そして、図9のステップS308に示すように、通常起動過程となった場合の予測残留水分量が限界残留水分量Wよりも小さくなった場合に、燃料電池は起動過程の途中に停止した場合に燃料電池11の空気側極12の内部に限界残留水分量W以上の水分量を含んでしまう特定の時間帯から脱したものと判断し、図9のステップS309に示すように、空気圧縮機14による減圧制御を停止して、図9のステップS310に示すように、通常の起動動作に復帰して、燃料電池11の起動を続けていく。 Then, as shown in step S308 of FIG. 9, if the predicted residual moisture amount when a normal start process if it becomes smaller than the limit amount of residual water W 0, the fuel cell has been stopped in the middle of the activation process It is determined that the fuel cell 11 has escaped from a specific time zone in which the moisture content exceeding the limit residual moisture content W 0 is included in the air side electrode 12, and air compression is performed as shown in step S 309 in FIG. The decompression control by the machine 14 is stopped, and as shown in Step S310 of FIG. 9, the normal startup operation is restored and the startup of the fuel cell 11 is continued.

以上の本実施形態の説明においては、空気圧力調節弁28の開度を制御することによって特定の時間帯において空気側極12の空気圧力を低減し予想残留水分量が限界残留水分量W以下となるように制御することとして説明したが、図10に示すように、燃料電池11の起動時の燃料電池の温度と起動特性から、先の参考例と同様に、燃料電池11の温度が、特定温度範囲に入っている場合に空気圧力調節弁28の開度を制御して空気側極12の空気圧力を低下させて起動することとしても好適である。図10に示すこの起動手段は、図10のステップS705とステップS707において、空気圧力調節弁による減圧制御を開始あるいは停止すること以外は、図8で説明した起動手段と同様である。また、先の参考例と同様に、起動時の温度条件から、特定の時間帯となる時間を予測し、その時間帯になったら空気圧力調節弁28の開度を制御して空気側極12の空気圧力を低下させて起動することとしても好適である。 In the above description of the present embodiment, below the limit amount of residual water W 0 is the expected amount of residual water to reduce the air pressure in the air-side electrode 12 in a specific time period by controlling the opening degree of the air pressure regulating valve 28 As shown in FIG. 10, from the temperature and starting characteristics of the fuel cell at the time of starting the fuel cell 11, the temperature of the fuel cell 11 is It is also preferable to start by lowering the air pressure of the air side electrode 12 by controlling the opening of the air pressure control valve 28 when the temperature is within the specific temperature range. This starting means shown in FIG. 10 is the same as the starting means described in FIG. 8 except that the pressure reduction control by the air pressure control valve is started or stopped in step S705 and step S707 in FIG. Similarly to the previous reference example, a time that is a specific time zone is predicted from the temperature condition at the time of startup, and when that time zone is reached, the opening degree of the air pressure control valve 28 is controlled to control the air side electrode 12. It is also preferable to start by lowering the air pressure.

このように、本実施形態によれば、燃料電池11の起動過程において燃料電池を停止させると、燃料電池の停止後に残留水が空気流路を閉塞してしまうような特定の時間帯において燃料電池を停止した際の燃料電池内の残留水分量を低減することができるという効果を奏する。   Thus, according to the present embodiment, when the fuel cell is stopped in the starting process of the fuel cell 11, the fuel cell is in a specific time zone in which residual water closes the air flow path after the fuel cell is stopped. There is an effect that the amount of residual water in the fuel cell when the operation is stopped can be reduced.

10 燃料電池システム、11 燃料電池、12 空気側極、13 水素側極、14 空気圧縮機、16,47 モータ、18 吸気流量計、19 空気吸込み管路、20 圧縮機吐出管路、23 空気供給管路、24 空気排出管路、25 水分量センサ、26 温度センサ、27 圧力センサ、28 空気圧力調節弁、29 排気管路、31 加湿器、33 加湿器バイパス管路、35 加湿器バイパス弁、41 水素ガスタンク、42 水素供給調節弁、43 水素供給管路、44 水素排出管路、45 水素循環管路、46 水素循環ポンプ、48 水素系大気放出管路、49 排出弁、51 排出水素希釈管路、53 サイレンサ、55 混合器、57 大気放出口、61 制御部、63 記憶部、65 データバス。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fuel cell system, 11 Fuel cell, 12 Air side pole, 13 Hydrogen side pole, 14 Air compressor, 16, 47 Motor, 18 Intake flowmeter, 19 Air suction line, 20 Compressor discharge line, 23 Air supply Pipe line, 24 Air discharge line, 25 Moisture sensor, 26 Temperature sensor, 27 Pressure sensor, 28 Air pressure control valve, 29 Exhaust line, 31 Humidifier, 33 Humidifier bypass line, 35 Humidifier bypass valve, 41 Hydrogen gas tank, 42 Hydrogen supply control valve, 43 Hydrogen supply line, 44 Hydrogen discharge line, 45 Hydrogen circulation line, 46 Hydrogen circulation pump, 48 Hydrogen-based atmospheric discharge line, 49 Discharge valve, 51 Discharge hydrogen dilution pipe Road, 53 Silencer, 55 Mixer, 57 Air outlet, 61 Control unit, 63 Storage unit, 65 Data bus.

Claims (3)

燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、
前記燃料電池内の酸化剤ガスの圧力を所定の運転圧力に調節する圧力調節弁と、
前記圧力調節弁によって酸化剤ガスの圧力を制御する制御部と、
を含む燃料電池システムであって、
燃料電池起動手段は、前記燃料電池起動過程において、前記燃料電池が起動過程中に停止した場合に前記燃料電池内の酸化剤極側に残留する残留水分量を予測する残留水分量予測手段と、前記残留水分量予測手段によって予測した予測残留水分量が所定の水分量を超えないように、前記圧力調節弁によって前記燃料電池に供給される酸化剤ガスの圧力を所定の運転圧力よりも低下させて前記燃料電池を起動する燃料電池起動手段と、を有し、
前記残留水分量予測手段は、
前記燃料電池の反応後の酸化剤ガスの水分量に基づいて前記燃料電池内の酸化剤ガス中に現存している水分量を計算する現存水分量計算手段と、前記反応後の酸化剤ガスの物理量に基づいて前記燃料電池が起動過程中に停止した場合に前記燃料電池内の酸化剤極側から排出される水分量を予測する排出水分量予測手段と、を含み、
前記現存水分量計算手段によって計算した現存水分量と、前記排出水分量予測手段によって予測した予測排出水分量との差から前記燃料電池停止後に前記燃料電池内の酸化剤極側に残留する残留水分量を予測すること、
を特徴とする燃料電池システム。
A fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas;
A pressure control valve that adjusts the pressure of the oxidant gas in the fuel cell to a predetermined operating pressure;
A control unit for controlling the pressure of the oxidant gas by the pressure control valve;
A fuel cell system comprising:
A fuel cell starting means, in the fuel cell starting process, when the fuel cell is stopped during the starting process, a residual moisture amount predicting means for predicting a residual moisture amount remaining on the oxidant electrode side in the fuel cell; The pressure regulating valve reduces the pressure of the oxidant gas supplied to the fuel cell below a predetermined operating pressure so that the predicted residual moisture amount predicted by the residual moisture amount prediction means does not exceed a predetermined moisture amount. Fuel cell starting means for starting the fuel cell,
The residual moisture amount predicting means includes:
Means for calculating the amount of water existing in the oxidant gas in the fuel cell based on the amount of water in the oxidant gas after the reaction of the fuel cell; A discharge water amount prediction means for predicting the amount of water discharged from the oxidant electrode side in the fuel cell when the fuel cell is stopped during the start-up process based on a physical quantity,
From the difference between the existing water amount calculated by the existing water amount calculating means and the predicted discharged water amount predicted by the discharged water amount predicting means, residual water remaining on the oxidizer electrode side in the fuel cell after the fuel cell is stopped Predicting the quantity,
A fuel cell system.
請求項1に記載の燃料電池システムにおいて、
前記反応後の酸化剤ガスの物理量は、反応後の酸化剤ガスの水分量と、圧力と、温度と、流量とであること
を特徴とする燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 1, wherein
The fuel cell system according to claim 1, wherein the physical amount of the oxidant gas after the reaction is a water amount, a pressure, a temperature, and a flow rate of the oxidant gas after the reaction.
請求項1または2に記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池起動手段は、前記燃料電池の低温起動過程において前記燃料電池の温度が所定の温度範囲にある場合に、前記圧力調節弁によって前記燃料電池に供給される酸化剤ガスの圧力を所定の運転圧力よりも低下させて前記燃料電池を起動すること
を特徴とする燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 1 or 2,
The fuel cell starting means sets the pressure of the oxidant gas supplied to the fuel cell by the pressure control valve when the temperature of the fuel cell is in a predetermined temperature range in the low temperature starting process of the fuel cell. A fuel cell system, wherein the fuel cell is started with a lower operating pressure.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11444300B2 (en) * 2014-09-05 2022-09-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for the predictive operation of a fuel cell or a high-voltage accumulator

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0547394A (en) * 1991-08-08 1993-02-26 Fuji Electric Co Ltd Solid polymer electrolyte fuel cell and operating method thereof
JP2004111196A (en) * 2002-09-18 2004-04-08 Nissan Motor Co Ltd Operation method of fuel cell system
JP2005032587A (en) * 2003-07-07 2005-02-03 Denso Corp Fuel cell system
JP2005150025A (en) * 2003-11-19 2005-06-09 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2005222854A (en) * 2004-02-06 2005-08-18 Toyota Motor Corp Fuel cell system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0547394A (en) * 1991-08-08 1993-02-26 Fuji Electric Co Ltd Solid polymer electrolyte fuel cell and operating method thereof
JP2004111196A (en) * 2002-09-18 2004-04-08 Nissan Motor Co Ltd Operation method of fuel cell system
JP2005032587A (en) * 2003-07-07 2005-02-03 Denso Corp Fuel cell system
JP2005150025A (en) * 2003-11-19 2005-06-09 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2005222854A (en) * 2004-02-06 2005-08-18 Toyota Motor Corp Fuel cell system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11444300B2 (en) * 2014-09-05 2022-09-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for the predictive operation of a fuel cell or a high-voltage accumulator

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