JP2015109177A - 燃料電池の検査方法 - Google Patents
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Abstract
Description
A1.検査装置の構成:
図1は、検査装置100の構成を示す図である。検査装置100は、燃料電池が所定の出力を有するか否かを検査するための装置である。検査装置100は、燃料電池40と、燃料ガス供給管50aと、酸化ガス供給管60aと、燃料ガス排出管50bと、酸化ガス排出管60bと、ドレイン55、65と、制御部70と、を備える。燃料ガス供給管50aと、酸化ガス供給管60aと、燃料ガス排出管50bと、酸化ガス排出管60bとは、本願の「配管」に相当する。
図2は、検査装置100による燃料電池40の検査方法を示すフローチャートである。燃料電池40の検査では、まず、燃料電池40の複数の単セル20内に水が注入される(ステップS100)。ステップS100では、制御部70は、燃料ガス供給管50a及び酸化ガス供給管60aから、例えば約50℃〜100℃の温水が供給されるように、検査装置100を制御する。ステップS100は、本願の「工程(a)」に相当する。
以上のような燃料電池40の検査方法であれば、燃料ガス供給管50a及び酸化ガス供給管60aから燃料電池40内に水を供給して、MEA10に水を残したまま燃料電池40から水を排出する。そのため、検査を行うためにガスを加湿してMEA10を含水させなくともよいので、検査を行うための装置や制御システムを簡易化することができる。
B1.変形例1:
上述の実施形態では、制御部70は、電圧値の変動を許容可能なように下限電圧を0.3Vに設定し、保持している(図2、ステップS106)。これに対し、制御部70は、例えば、燃料電池40内の水の量が、検査を行うためにより適した量に調整されていれば、電圧を0.6Vに設定してもよい。このようにすれば、ステップS110において、検査条件に変更する際の電圧変動を小さくすることができる。
上述の実施形態では、制御部70は、電圧を下限電圧である0.3Vに設定して保持し(図2、ステップS106)、フラッディングが解消した後(図2、ステップS108:YES)、電流値を検査条件である50〜500Aの範囲内の電流値に変更している(図2、ステップS110)。その後、制御部70は、燃料電池40が所定の出力(電圧)を有するか否かを検査している(図2、ステップS112)。これに対し、制御部70は、ステップS106において、電圧を例えば、0.6Vに設定し、フラッディングが解消した後(図2、ステップS108:YES)、ステップS110において、そのまま電流値を監視して、燃料電池40が所定の電流値を有するか否かを検査してもよい。このようにすれば、上述の実施形態のように、電流値を一定にして電圧値を監視する検査条件に変更しなくともよいため、発電検査における工程数を削減することができる。
上述の実施形態では、制御部70は、燃料ガス排出管50b及び酸化ガス排出管60bから、燃料電池40内の水を排出し(図2、ステップS102)、加湿が行われていない燃料ガス及び酸化ガスを供給することにより(図2、ステップS104)、燃料電池40内の水の量を所定の量に調整している。これに対し、制御部70は、以下の方法によっても、燃料電池40内の水の量を所定の量に調整することができる。
(A)ステップS104以降において、燃料電池40(MEA10)内に供給される燃料ガスの流量及び酸化ガスの流量に応じて、ステップS100において供給される温水の量を調整する。
(B)ステップS100において燃料電池40(MEA10)内に供給された水の量に応じて、ステップS104において供給される燃料ガスの流量及び酸化ガスの流量を調整する。
上述の実施形態では、制御部70は、燃料電池40に温水を供給している(図2、ステップS100)。これに対し、制御部70は、温水に代えて、燃料電池40に蒸気を供給してもよい。
上述の実施形態では、制御部70は、燃料ガス供給管50a及び酸化ガス供給管60aから、例えば窒素ガスを供給し、燃料電池40内の水を、燃料ガス排出管50b及び酸化ガス排出管60bから排出している(図2、ステップS102)。これに対し、制御部70は、ステップS102において、ステップS104で用いられる燃料ガス及び酸化ガスを、燃料ガス供給管50a及び酸化ガス供給管60aからそれぞれ供給して、燃料電池40内の水を排出してもよい。また、制御部70は、例えば重力を利用して、燃料ガス排出管50b及び酸化ガス排出管60bからドレイン55、65へ燃料電池内の水を排出してもよい。
上述の実施形態では、制御部70は、検査装置100により、複数の単セル20を備えるスタック型の燃料電池40について検査を行っている。これに対し、制御部70は、検査装置100により、スタック型ではない燃料電池(単セル20)について検査を行ってもよい。
11…電解質膜
12…アノード側触媒層
13…カソード側触媒層
14、15…MPL
16…アノード側ガス拡散層
17…カソード側ガス拡散層
18…アノード側セパレータ
19…カソード側セパレータ
20…単セル
22…MEGA
32…燃料ガス流路
33…酸化ガス流路
34、35…エンドプレート
40…燃料電池
50a…燃料ガス供給管
50b…燃料ガス排出管
55、65…ドレイン
60a…酸化ガス供給管
60b…酸化ガス排出管
70…制御部
100…検査装置
Claims (1)
- 電解質膜の両面に電極触媒層を備える膜電極接合体と、ガス流路と、を有する燃料電池の検査方法であって、
(a)前記ガス流路に接続された配管から前記燃料電池に水を供給する工程と、
(b)少なくとも前記膜電極接合体に水を残したまま、前記配管から前記燃料電池内の水を排出する工程と、
(c)前記配管から前記燃料電池に燃料ガスと酸化ガスとを供給する工程と、
(d)前記燃料電池が所定の出力を有するか否かを検査する工程と、を備え、
前記工程(b)及び前記工程(c)の少なくともいずれか一方の工程において、前記燃料電池内の水の量を所定の量に調整する、
燃料電池の検査方法。
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