JP2016122599A

JP2016122599A - Fuel cell system

Info

Publication number: JP2016122599A
Application number: JP2014262540A
Authority: JP
Inventors: 裕親下永▲吉▼; Hirochika Shimonagayoshi
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2014-12-25
Filing date: 2014-12-25
Publication date: 2016-07-07

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system capable of smoothly obtaining sufficient power by warming a fuel cell more quickly upon start-up.SOLUTION: A fuel cell system 2 includes: a fuel cell 3 including an anode electrode 16 and a cathode electrode 17; a fuel supply section 4 for supplying fuel to the anode electrode 16; an air supply line 33 supplying air to the cathode electrode 17; an air pump 35 interposed in the air supply line 33 and delivering air to the cathode electrode 17; and a control section 6 controlling the operation of the air pump 35. In the fuel cell system, the control section 6 causes the air pump 35 to operate at the maximum discharge amount upon start-up.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両などに搭載される燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system mounted on a vehicle or the like.

従来、車両などに搭載される燃料電池システムとして、メタノール、ジメチルエーテル、ヒドラジンなどの燃料成分と、空気中の酸素および水とを消費して発電する燃料電池システムが知られている。 Conventionally, as a fuel cell system mounted on a vehicle or the like, a fuel cell system that generates power by consuming fuel components such as methanol, dimethyl ether, and hydrazine and oxygen and water in the air is known.

例えば、アノードおよびカソードを有する燃料電池と、アノードに燃料を供給するための燃料給排部と、カソードに空気を供給するための空気給排部とを備える燃料電池システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。 For example, a fuel cell system including a fuel cell having an anode and a cathode, a fuel supply / discharge portion for supplying fuel to the anode, and an air supply / discharge portion for supplying air to the cathode is known (for example, , See Patent Document 1).

特開２０１３−１３４９８１号公報JP2013-134981A

上記の特許文献１に記載される燃料電池システムでは、起動時において、燃料電池の温度が低い場合、十分な電気化学反応を生じさせることができず、必要な電力を得られない場合がある。 In the fuel cell system described in Patent Document 1 described above, when the temperature of the fuel cell is low at the time of start-up, a sufficient electrochemical reaction may not be generated and necessary power may not be obtained.

そこで、本発明の目的は、起動時に、燃料電池をより早く温めて、円滑に十分な電力を得ることができる燃料電池システムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel cell system capable of warming up the fuel cell more quickly at start-up and smoothly obtaining sufficient power.

本発明の燃料電池システムは、アノードとカソードとを備える燃料電池と、前記アノードに燃料を供給するための燃料供給部と、前記カソードに酸素を含有する気体を供給する供給ラインと、前記供給ラインに介在され、前記気体を前記カソードに搬送する供給ポンプと、前記供給ポンプの動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記燃料電池の起動時に、前記供給ポンプを最大吐出量で作動させることを特徴としている。 A fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell including an anode and a cathode, a fuel supply unit for supplying fuel to the anode, a supply line for supplying a gas containing oxygen to the cathode, and the supply line A supply pump that conveys the gas to the cathode and a control unit that controls the operation of the supply pump, and the control unit is configured to discharge the supply pump at a maximum discharge amount when the fuel cell is started. It is characterized by operating.

このような構成によれば、制御部は、起動時に、供給ポンプを最大吐出量で作動させる。 According to such a structure, a control part operates a supply pump by the maximum discharge amount at the time of starting.

これにより、起動時において、燃料電池における電気化学反応を促進させることができ、燃料電池の加熱を促進することができる。 Thereby, at the time of starting, the electrochemical reaction in the fuel cell can be promoted, and the heating of the fuel cell can be promoted.

その結果、燃料電池をより早く温めることができ、円滑に十分な電力を得ることができる。 As a result, the fuel cell can be warmed more quickly and sufficient power can be obtained smoothly.

また、本発明の燃料電池システムは、アノードとカソードとを備える燃料電池と、前記アノードに燃料を供給するための燃料供給部と、前記カソードに酸素を含有する気体を供給する供給ラインと、前記供給ラインに介在され、前記気体を前記カソードに搬送する第１ポンプと、前記供給ラインの途中に接続され、前記供給ラインに加湿された前記気体を供給する加湿ラインと、前記加湿ラインに介在される加湿器と、前記加湿ラインの供給方向において前記加湿器よりも上流側の前記加湿ラインに介在され、前記気体を前記加湿器に搬送する第２ポンプと、前記加湿器よりも前記供給方向上流側かつ前記第２ポンプよりも前記供給方向下流側の前記加湿ラインと、前記供給ラインとに接続されるバイパスラインと、前記バイパスラインを開閉する開閉弁と、前記第１ポンプ、前記第２ポンプおよび前記開閉弁の動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記燃料電池の起動時に、前記開閉弁を開放し、前記第１ポンプおよび前記第２ポンプを最大吐出量で作動させることを特徴としている。 The fuel cell system of the present invention includes a fuel cell including an anode and a cathode, a fuel supply unit for supplying fuel to the anode, a supply line for supplying a gas containing oxygen to the cathode, A first pump that is interposed in a supply line and conveys the gas to the cathode, a humidification line that is connected to the supply line and supplies the humidified gas to the supply line, and is interposed in the humidification line A humidifier, a second pump that is interposed in the humidification line upstream of the humidifier in the supply direction of the humidification line, and that conveys the gas to the humidifier, and upstream of the humidifier in the supply direction And the humidification line on the downstream side in the supply direction from the second pump, a bypass line connected to the supply line, and the bypass line are opened. An opening / closing valve that controls the operation of the first pump, the second pump, and the opening / closing valve, and the control unit opens the opening / closing valve when the fuel cell is activated, One pump and the second pump are operated at a maximum discharge amount.

このような構成によれば、制御部は、起動時に、第１ポンプおよび第２ポンプを最大吐出量で作動させ、第２ポンプから吐出された空気を、バイパスラインおよび供給ラインを介して、第１ポンプから吐出された空気とともに、カソードに供給する。 According to such a configuration, the control unit operates the first pump and the second pump at the maximum discharge amount at the time of start-up, and the air discharged from the second pump is supplied to the first pump via the bypass line and the supply line. Along with the air discharged from one pump, it is supplied to the cathode.

これにより、起動時において、燃料電池における電気化学反応をより促進させることができ、燃料電池の加熱をより促進さすることができる。 Thereby, at the time of starting, the electrochemical reaction in the fuel cell can be further promoted, and the heating of the fuel cell can be further promoted.

その結果、燃料電池をより一層早く温めることができ、円滑に十分な電力を得ることができる。 As a result, the fuel cell can be warmed more quickly, and sufficient power can be obtained smoothly.

本発明の燃料電池システムによれば、起動時に、燃料電池をより早く温めることができ、円滑に十分な電力を得ることができる。 According to the fuel cell system of the present invention, the fuel cell can be warmed earlier at the time of startup, and sufficient electric power can be obtained smoothly.

図１は、本発明の燃料電池システムの第１実施形態を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a fuel cell system of the present invention. 図２は、本発明の燃料電池システムの第２実施形態を示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the fuel cell system of the present invention.

１．電動車両の全体構成
図１に示すように、電動車両１は、モータ４２を動力源とし、燃料電池３およびバッテリ４４を電源としてモータ４２を駆動させる電動車両である。電動車両１は、燃料電池システム２を搭載している。 1. Overall Configuration of Electric Vehicle As shown in FIG. 1, the electric vehicle 1 is an electric vehicle that drives the motor 42 using the motor 42 as a power source and the fuel cell 3 and the battery 44 as power sources. The electric vehicle 1 is equipped with a fuel cell system 2.

燃料電池システム２は、燃料電池３と、燃料供給部の一例としての燃料給排部４と、空気給排部５と、制御部６と、動力部７とを備えている。 The fuel cell system 2 includes a fuel cell 3, a fuel supply / discharge unit 4 as an example of a fuel supply unit, an air supply / discharge unit 5, a control unit 6, and a power unit 7.

（１）燃料電池
燃料電池３は、燃料成分を含む燃料の一例としての液体燃料が直接供給される直接液体燃料形燃料電池であり、アニオン交換型燃料電池またはカチオン交換型燃料電池として構成されている。 (1) Fuel cell The fuel cell 3 is a direct liquid fuel type fuel cell to which liquid fuel as an example of fuel containing a fuel component is directly supplied, and is configured as an anion exchange type fuel cell or a cation exchange type fuel cell. Yes.

燃料成分としては、例えば、メタノールなどのアルコール類、ジメチルエーテルなどのエーテル類、ヒドラジンなどのヒドラジン類などが挙げられ、好ましくは、アルコール類およびヒドラジン類が挙げられ、さらに好ましくは、ヒドラジン類が挙げられる。 Examples of the fuel component include alcohols such as methanol, ethers such as dimethyl ether, hydrazines such as hydrazine, preferably alcohols and hydrazines, and more preferably hydrazines. .

液体燃料としては、燃料成分をそのまま用いてもよいが、燃料成分を、例えば、水などで希釈して用いることができる。 As the liquid fuel, the fuel component may be used as it is, but the fuel component can be diluted with water or the like, for example.

燃料電池３は、燃料電池セル１１を備えている。なお、燃料電池３は、複数の燃料電池セル１１が積層されたスタック構造として構成される場合があるが、図１においては、図解しやすいように１つの燃料電池セル１１のみを示している。 The fuel cell 3 includes a fuel cell 11. The fuel cell 3 may be configured as a stack structure in which a plurality of fuel cells 11 are stacked. In FIG. 1, only one fuel cell 11 is shown for easy illustration.

燃料電池セル１１は、膜電極接合体１２と、燃料供給部材１３と、空気供給部材１４とを備えている。 The fuel cell 11 includes a membrane electrode assembly 12, a fuel supply member 13, and an air supply member 14.

膜電極接合体１２は、電解質膜１５と、アノードの一例としてのアノード電極１６と、カソードの一例としてのカソード電極１７とを備えている。 The membrane electrode assembly 12 includes an electrolyte membrane 15, an anode electrode 16 as an example of an anode, and a cathode electrode 17 as an example of a cathode.

電解質膜１５は、アニオン交換型またはカチオン交換型の高分子電解質膜から形成されている。 The electrolyte membrane 15 is formed of an anion exchange type or cation exchange type polymer electrolyte membrane.

アノード電極１６は、電解質膜１５の厚み方向一方側の表面に、薄層として積層されている。アノード電極１６は、例えば、触媒を担持した触媒担体により形成されている。なお、アノード電極１６は、触媒担体を用いずに、触媒から、直接形成することもできる。 The anode electrode 16 is laminated as a thin layer on the surface of the electrolyte membrane 15 on one side in the thickness direction. The anode electrode 16 is formed of, for example, a catalyst carrier that supports a catalyst. The anode electrode 16 can also be formed directly from a catalyst without using a catalyst carrier.

カソード電極１７は、電解質膜１５に対してアノード電極１６の反対側、すなわち、電解質膜１５の厚み方向他方側の表面に、薄層として積層されている。カソード電極１７は、例えば、触媒を担持した触媒担体により形成されている。なお、カソード電極１７は、触媒担体を用いずに、触媒から、直接形成することもできる。 The cathode electrode 17 is laminated as a thin layer on the opposite side of the anode electrode 16 with respect to the electrolyte membrane 15, that is, on the other surface in the thickness direction of the electrolyte membrane 15. The cathode electrode 17 is formed of, for example, a catalyst carrier that supports a catalyst. The cathode electrode 17 can also be formed directly from a catalyst without using a catalyst carrier.

燃料供給部材１３は、膜電極接合体１２の厚み方向一方側に配置されている。燃料供給部材１３は、ガス不透過性の導電性材料から形成されている。燃料供給部材１３には、燃料流路１８が形成されている。なお、膜電極接合体１２と燃料供給部材１３との間には、図示しないガス拡散層が介在されている。 The fuel supply member 13 is disposed on one side in the thickness direction of the membrane electrode assembly 12. The fuel supply member 13 is made of a gas impermeable conductive material. A fuel flow path 18 is formed in the fuel supply member 13. A gas diffusion layer (not shown) is interposed between the membrane electrode assembly 12 and the fuel supply member 13.

燃料流路１８は、燃料供給部材１３の厚み方向他方面に形成されている。燃料流路１８は、燃料供給部材１３の厚み方向他方面から厚み方向一方へ凹む凹溝であり、幅方向に折り返されながら、上下方向に延びる葛折り形状に形成されている。燃料流路１８は、アノード電極１６に向かい合っている。 The fuel flow path 18 is formed on the other surface in the thickness direction of the fuel supply member 13. The fuel flow path 18 is a concave groove that is recessed from the other surface in the thickness direction of the fuel supply member 13 to one side in the thickness direction, and is formed in a folded shape extending in the vertical direction while being folded back in the width direction. The fuel flow path 18 faces the anode electrode 16.

空気供給部材１４は、膜電極接合体１２の厚み方向他方側に配置されている。空気供給部材１４は、ガス不透過性の導電性材料から形成されている。空気供給部材１４には、空気流路１９が形成されている。なお、膜電極接合体１２と空気供給部材１４との間には、図示しないガス拡散層が介在されている。 The air supply member 14 is disposed on the other side in the thickness direction of the membrane electrode assembly 12. The air supply member 14 is made of a gas impermeable conductive material. An air flow path 19 is formed in the air supply member 14. A gas diffusion layer (not shown) is interposed between the membrane electrode assembly 12 and the air supply member 14.

空気流路１９は、空気供給部材１４の厚み方向一方面に形成されている。空気流路１９は、空気供給部材１４の厚み方向一方面から厚み方向他方へ凹む凹溝であり、幅方向に折り返されながら、上下方向に延びる葛折り形状に形成されている。空気流路１９は、カソード電極１７に向かい合っている。 The air flow path 19 is formed on one surface in the thickness direction of the air supply member 14. The air channel 19 is a concave groove that is recessed from one surface in the thickness direction to the other in the thickness direction of the air supply member 14, and is formed in a folded shape extending in the vertical direction while being folded back in the width direction. The air flow path 19 faces the cathode electrode 17.

（２）燃料給排部
燃料給排部４は、第１タンク２１、第２タンク２２、第１燃料供給ライン２３、第１ポンプ２８、開閉弁２９、第２燃料供給ライン２４、第２ポンプ３１、還流ライン２６、気液分離器３２、および排気ライン２７を備えている。 (2) Fuel Supply / Discharge Unit The fuel supply / discharge unit 4 includes a first tank 21, a second tank 22, a first fuel supply line 23, a first pump 28, an on-off valve 29, a second fuel supply line 24, and a second pump. 31, a reflux line 26, a gas-liquid separator 32, and an exhaust line 27.

第１タンク２１は、上記した液体燃料を貯蔵する。 The first tank 21 stores the liquid fuel described above.

第１タンク２１内における液体燃料の燃料成分濃度は、燃料成分の種類によっても異なるが、燃料成分がヒドラジンである場合には、例えば、１質量％以上、好ましくは、５質量％以上であり、例えば、６０質量％以下、好ましくは、４０質量％以下である。 The fuel component concentration of the liquid fuel in the first tank 21 varies depending on the type of the fuel component, but when the fuel component is hydrazine, for example, it is 1% by mass or more, preferably 5% by mass or more. For example, it is 60% by mass or less, preferably 40% by mass or less.

第２タンク２２は、燃料電池３の近傍に配置されている。第２タンク２２には、第１タンク２１からの液体燃料が希釈された状態で貯蔵されている。 The second tank 22 is disposed in the vicinity of the fuel cell 3. The second tank 22 stores the liquid fuel from the first tank 21 in a diluted state.

第２タンク２２内における液体燃料の燃料成分濃度は、第１タンク２１内における液体燃料の燃料成分濃度よりも低い。より具体的には、第２タンク２２内における液体燃料の燃料成分濃度は、電動車両１の走行状態に応じて調整されるが、電動車両１が一定の速度で走行している場合には、例えば、１質量％以上、好ましくは、５質量％以上であり、例えば、２０質量％以下、好ましくは、１５質量％以下である。 The fuel component concentration of the liquid fuel in the second tank 22 is lower than the fuel component concentration of the liquid fuel in the first tank 21. More specifically, the fuel component concentration of the liquid fuel in the second tank 22 is adjusted according to the traveling state of the electric vehicle 1, but when the electric vehicle 1 is traveling at a constant speed, For example, it is 1 mass% or more, preferably 5 mass% or more, for example, 20 mass% or less, preferably 15 mass% or less.

第１燃料供給ライン２３は、第１タンク２１から第２タンク２２へ液体燃料を供給するための配管である。第１燃料供給ライン２３の供給方向上流端は、第１タンク２１の下端部に接続されている。第１燃料供給ライン２３の供給方向下流端は、第２タンク２２の下端部に接続されている。 The first fuel supply line 23 is a pipe for supplying liquid fuel from the first tank 21 to the second tank 22. The upstream end of the first fuel supply line 23 in the supply direction is connected to the lower end of the first tank 21. The downstream end of the first fuel supply line 23 in the supply direction is connected to the lower end of the second tank 22.

第１ポンプ２８は、第１燃料供給ライン２３に介在されている。第１ポンプ２８としては、例えば、ロータリーポンプ、ギヤポンプなどの回転式ポンプ、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプなどの往復式ポンプなど、公知の送液ポンプが挙げられる。 The first pump 28 is interposed in the first fuel supply line 23. Examples of the first pump 28 include known liquid feed pumps such as rotary pumps such as rotary pumps and gear pumps, and reciprocating pumps such as piston pumps and diaphragm pumps.

開閉弁２９は、第１タンク２１と第１ポンプ２８との間において、第１燃料供給ライン２３に介在されている。開閉弁２９としては、例えば、電磁弁など、公知の開閉弁が挙げられる。 The on-off valve 29 is interposed in the first fuel supply line 23 between the first tank 21 and the first pump 28. Examples of the on-off valve 29 include known on-off valves such as electromagnetic valves.

第２燃料供給ライン２４は、第２タンク２２内の液体燃料を燃料流路１８に供給するための配管である。第２燃料供給ライン２４の供給方向上流端は、第２タンク２２の下端部に接続されている。第２燃料供給ライン２４の供給方向下流端は、燃料流路１８の下端部（供給口）に連通するように、燃料供給部材１３の下端部に接続されている。 The second fuel supply line 24 is a pipe for supplying the liquid fuel in the second tank 22 to the fuel flow path 18. The upstream end of the second fuel supply line 24 in the supply direction is connected to the lower end of the second tank 22. The downstream end of the second fuel supply line 24 in the supply direction is connected to the lower end of the fuel supply member 13 so as to communicate with the lower end (supply port) of the fuel flow path 18.

第２ポンプ３１は、第２燃料供給ライン２４に介在されている。第２ポンプ３１としては、上記した第１ポンプ２８と同様の送液ポンプが挙げられる。 The second pump 31 is interposed in the second fuel supply line 24. Examples of the second pump 31 include a liquid feed pump similar to the first pump 28 described above.

還流ライン２６は、燃料流路１８から排出された液体燃料を第２タンク２２に還流するための配管である。還流ライン２６の還流方向上流端は、燃料流路１８の上端部（排出口）に連通するように、燃料供給部材１３の上端部に接続されている。還流ライン２６の還流方向下流端は、第２タンク２２に接続されている。これにより、第２タンク２２から、第２燃料供給ライン２４、燃料流路１８および還流ライン２６を順次介して第２タンク２２に戻る循環ラインが形成される。 The reflux line 26 is a pipe for returning the liquid fuel discharged from the fuel flow path 18 to the second tank 22. The upstream end of the return line 26 in the return direction is connected to the upper end of the fuel supply member 13 so as to communicate with the upper end (discharge port) of the fuel flow path 18. The downstream end of the return line 26 in the return direction is connected to the second tank 22. Thus, a circulation line is formed from the second tank 22 to the second tank 22 through the second fuel supply line 24, the fuel flow path 18, and the reflux line 26 in order.

気液分離器３２は、還流ライン２６に介在されている。気液分離器３２は、燃料電池３の燃料流路１８から排出された液体燃料と、ガス（気体）とを分離する。 The gas-liquid separator 32 is interposed in the reflux line 26. The gas-liquid separator 32 separates the liquid fuel discharged from the fuel flow path 18 of the fuel cell 3 and the gas (gas).

排気ライン２７は、気液分離器３２で分離されたガスを排気するための配管である。排気ライン２７の排気方向上流端は、気液分離器３２に接続されている。排気ライン２７の排気方向下流端は、大気開放されている。なお、排気ライン２７には、ガスを無害化および無臭化するための図示しない浄化装置が介在されている。 The exhaust line 27 is a pipe for exhausting the gas separated by the gas-liquid separator 32. The upstream end of the exhaust line 27 in the exhaust direction is connected to the gas-liquid separator 32. The downstream end of the exhaust line 27 in the exhaust direction is open to the atmosphere. Note that a purification device (not shown) is disposed in the exhaust line 27 to render the gas harmless and non-bromide.

（３）空気給排部
空気給排部５は、供給ラインの一例としての空気供給ライン３３と、供給ポンプの一例としてのエアポンプ３５と、空気排出ライン３４とを備えている。 (3) Air Supply / Discharge Unit The air supply / discharge unit 5 includes an air supply line 33 as an example of a supply line, an air pump 35 as an example of a supply pump, and an air discharge line 34.

空気供給ライン３３は、空気流路１９内に空気を供給するための配管である。空気供給ライン３３の供給方向上流端は、大気開放されている。空気供給ライン３３の供給方向下流端は、空気流路１９の上端部（供給口）に連通するように、空気供給部材１４の上端部に接続されている。 The air supply line 33 is a pipe for supplying air into the air flow path 19. The upstream end of the air supply line 33 in the supply direction is open to the atmosphere. The downstream end of the air supply line 33 in the supply direction is connected to the upper end of the air supply member 14 so as to communicate with the upper end (supply port) of the air flow path 19.

エアポンプ３５は、空気供給ライン３３に介在されている。エアポンプ３５は、燃料電池３とインバータ４３（後述）とを接続する電気配線７Ａ（後述）に対して電気的に接続されている。エアポンプ３５としては、例えば、エアコンプレッサなどの公知の送気ポンプが挙げられる。 The air pump 35 is interposed in the air supply line 33. The air pump 35 is electrically connected to an electrical wiring 7A (described later) that connects the fuel cell 3 and an inverter 43 (described later). Examples of the air pump 35 include a known air supply pump such as an air compressor.

空気排出ライン３４は、空気流路１９から空気を排出するための配管である。空気排出ライン３４の排出方向上流端は、空気流路１９の下端部（排出口）に連通するように、空気供給部材１４の下端部に接続されている。空気排出ライン３４の排出方向下流端は、大気開放されている。 The air discharge line 34 is a pipe for discharging air from the air flow path 19. The upstream end of the air discharge line 34 in the discharge direction is connected to the lower end of the air supply member 14 so as to communicate with the lower end (discharge port) of the air flow path 19. The downstream end of the air discharge line 34 in the discharge direction is open to the atmosphere.

（４）制御部
制御部６は、ＥＣＵ４１を備えている。 (4) Control unit The control unit 6 includes an ECU 41.

ＥＣＵ４１は、電動車両１における電気的な制御を実行するコントロールユニット（すなわち、ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）であり、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えるマイクロコンピュータから構成されている。ＥＣＵ４１は、信号配線を介して、第１ポンプ２８、開閉弁２９、第２ポンプ３１およびエアポンプ３５に電気的に接続されており、それらを制御する。 The ECU 41 is a control unit (i.e., Electronic Control Unit) that executes electrical control in the electric vehicle 1, and includes a microcomputer that includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like. ECU41 is electrically connected to the 1st pump 28, the on-off valve 29, the 2nd pump 31, and the air pump 35 via the signal wiring, and controls them.

（５）動力部
動力部７は、電動車両１の前端部において、いわゆるエンジンルーム内に配置されている。動力部７は、電気配線７Ａを介して互いに電気的に接続されるように、モータ４２と、インバータ４３と、バッテリ４４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５とを備えている。 (5) Power unit The power unit 7 is disposed in a so-called engine room at the front end of the electric vehicle 1. The power unit 7 includes a motor 42, an inverter 43, a battery 44, and a DC / DC converter 45 so as to be electrically connected to each other via the electric wiring 7A.

モータ４２は、燃料電池３に電気的に接続されている。モータ４２は、燃料電池３またはバッテリ４４から出力される電気エネルギーを電動車両１の駆動力として機械エネルギーに変換する。モータ４２としては、例えば、三相誘導電動機、三相同期電動機などの公知の三相電動機などが挙げられる。 The motor 42 is electrically connected to the fuel cell 3. The motor 42 converts electrical energy output from the fuel cell 3 or the battery 44 into mechanical energy as the driving force of the electric vehicle 1. Examples of the motor 42 include known three-phase motors such as a three-phase induction motor and a three-phase synchronous motor.

インバータ４３は、燃料電池３とモータ４２との間に電気的に接続されている。インバータ４３は、燃料電池３で発電された直流電力を交流電力に変換する。インバータ４３としては、例えば、公知のインバータ回路が組み込まれた電力変換装置などが挙げられる。 The inverter 43 is electrically connected between the fuel cell 3 and the motor 42. The inverter 43 converts the DC power generated by the fuel cell 3 into AC power. Examples of the inverter 43 include a power conversion device in which a known inverter circuit is incorporated.

バッテリ４４は、燃料電池３とインバータ４３とを接続する電気配線７Ａに対して電気的に接続されている。バッテリ４４としては、例えば、ニッケル水素電池や、リチウムイオン電池などの公知の二次電池などが挙げられる。バッテリ４４は、燃料電池３からの電力を蓄電可能、かつ、モータ４２に電力を供給可能である。 The battery 44 is electrically connected to the electrical wiring 7 </ b> A that connects the fuel cell 3 and the inverter 43. Examples of the battery 44 include known secondary batteries such as nickel metal hydride batteries and lithium ion batteries. The battery 44 can store electric power from the fuel cell 3 and can supply electric power to the motor 42.

ＤＣ／ＤＣコンバータ４５は、燃料電池３とバッテリ４４との間に電気的に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４５は、信号配線を介してＥＣＵ４１にも電気的に接続されており、ＥＣＵ４１の制御により、燃料電池３の出力電圧を昇圧または降圧し、燃料電池３の電力およびバッテリ４４の入出力電力を調整する。 The DC / DC converter 45 is electrically connected between the fuel cell 3 and the battery 44. The DC / DC converter 45 is also electrically connected to the ECU 41 via a signal wiring. Under the control of the ECU 41, the output voltage of the fuel cell 3 is increased or decreased, and the power of the fuel cell 3 and the input of the battery 44 are input. Adjust the output power.

２．発電動作
次いで、図１を参照しながら、燃料電池システム２における発電について説明する。 2. Power Generation Operation Next, power generation in the fuel cell system 2 will be described with reference to FIG.

燃料電池システム２が作動している状態では、ＥＣＵ４１の制御により、開閉弁２９が開放され、第１ポンプ２８、第２ポンプ３１、および、エアポンプ３５が作動されている。 In a state in which the fuel cell system 2 is operating, the on-off valve 29 is opened and the first pump 28, the second pump 31, and the air pump 35 are operated under the control of the ECU 41.

これにより、第２タンク２２内の液体燃料は、第２燃料供給ライン２４を介して燃料電池３の燃料流路１８に供給される。 As a result, the liquid fuel in the second tank 22 is supplied to the fuel flow path 18 of the fuel cell 3 through the second fuel supply line 24.

燃料流路１８に供給された液体燃料は、アノード電極１６と接触しながら燃料流路１８内を下側から上側へ流れて、還流ライン２６へ排出される。 The liquid fuel supplied to the fuel flow path 18 flows from the lower side to the upper side in the fuel flow path 18 while being in contact with the anode electrode 16, and is discharged to the reflux line 26.

なお、第１タンク２１内の液体燃料は、ＥＣＵ４１の制御によって第１ポンプ２８の送液量が調整されることにより、第２タンク２２内の液体燃料の燃料成分濃度を調整するように、第１燃料供給ライン２３を介して、逐次、第２タンク２２に供給される。 Note that the liquid fuel in the first tank 21 is adjusted so that the fuel component concentration of the liquid fuel in the second tank 22 is adjusted by adjusting the liquid feed amount of the first pump 28 under the control of the ECU 41. One fuel supply line 23 is sequentially supplied to the second tank 22.

また、電動車両１の外部からの空気は、空気供給ライン３３を介して、燃料電池３の空気流路１９に供給される。空気は、酸素を含有する気体の一例である。なお、空気は、通常、水蒸気（つまり、水）を含んでいる。 Air from the outside of the electric vehicle 1 is supplied to the air flow path 19 of the fuel cell 3 through the air supply line 33. Air is an example of a gas containing oxygen. In addition, air normally contains water vapor (that is, water).

空気流路１９に供給された空気は、カソード電極１７と接触しながら空気流路１９内を上側から下側へ流れて空気排出ライン３４へ排出される。 The air supplied to the air flow path 19 flows through the air flow path 19 from the upper side to the lower side while being in contact with the cathode electrode 17, and is discharged to the air discharge line 34.

このとき、燃料電池３では、電解質膜１５がアニオン交換型の高分子電解質膜であり、燃料成分がヒドラジンである場合には、下記反応式（１）〜（３）で表される電気化学反応が生じ、発電が行なわれる。
（１）Ｎ_２Ｈ_４＋４ＯＨ⁻→Ｎ_２＋４Ｈ_２Ｏ＋４ｅ⁻（アノード電極１６での反応）
（２）Ｏ_２＋２Ｈ_２Ｏ＋４ｅ⁻→４ＯＨ⁻（カソード電極１７での反応）
（３）Ｎ_２Ｈ_４＋Ｏ_２→Ｎ_２＋２Ｈ_２Ｏ（燃料電池３全体での反応）
なお、電解質膜１５がアニオン交換型の高分子電解質膜であり、燃料成分がメタノールである場合には、下記反応式（４）〜（６）で表される電気化学反応が生じ、発電が行なわれる。
（４）ＣＨ_３ＯＨ＋６ＯＨ⁻→ＣＯ_２＋５Ｈ_２Ｏ＋６ｅ⁻（アノード電極１６での反応）
（５）Ｏ_２＋２Ｈ_２Ｏ＋４ｅ⁻→４ＯＨ⁻（カソード電極１７での反応）
（６）ＣＨ_３ＯＨ＋３／２Ｏ_２→ＣＯ_２＋２Ｈ_２Ｏ（燃料電池３全体での反応）
これらの反応により、アノード電極１６において燃料成分（Ｎ_２Ｈ_４またはＣＨ_３ＯＨ）が消費され、カソード電極１７において酸素（Ｏ_２）および水（Ｈ_２Ｏ）が消費されるとともに、水（Ｈ_２Ｏ）およびガス（Ｎ_２またはＣＯ_２）が生成され、起電力（ｅ⁻）が発生される。 At this time, in the fuel cell 3, when the electrolyte membrane 15 is an anion exchange type polymer electrolyte membrane and the fuel component is hydrazine, electrochemical reactions represented by the following reaction formulas (1) to (3) Is generated and power is generated.
(1) N ₂ H ₄ + 4OH ⁻ → N ₂ + 4H ₂ O + 4e ⁻ (reaction at the anode electrode 16)
(2) O ₂ + 2H ₂ O + 4e ⁻ → 4OH ⁻ (reaction at the cathode electrode 17)
(3) N ₂ H ₄ + O ₂ → N ₂ + 2H ₂ O (reaction in the entire fuel cell 3)
When the electrolyte membrane 15 is an anion exchange type polymer electrolyte membrane and the fuel component is methanol, an electrochemical reaction represented by the following reaction formulas (4) to (6) occurs and power generation is performed. It is.
(4) CH ₃ OH + 6OH ⁻ → CO ₂ + 5H ₂ O + 6e ⁻ (reaction at the anode electrode 16)
(5) O ₂ + 2H ₂ O + 4e ⁻ → 4OH ⁻ (reaction at the cathode electrode 17)
(6) CH ₃ OH + 3 / 2O ₂ → CO ₂ + 2H ₂ O (reaction in the entire fuel cell 3)
By these reactions, fuel components (N ₂ H ₄ or CH ₃ OH) are consumed at the anode electrode 16, oxygen (O ₂ ) and water (H ₂ O) are consumed at the cathode electrode 17, and water (H ₂ O) and gas (N ₂ or CO ₂ ) are generated, and an electromotive force (e ⁻ ) is generated.

そして、燃料電池３から還流ライン２６に排出された液体燃料は、上記の電気化学反応において残存した燃料成分と、上記の電気化学反応により生成する水とが含まれており、気液分離器３２において、ガス成分（上記電気化学反応により生じるガス（Ｎ_２またはＣＯ_２）と分離されて、第２タンク２２に供給される。
３．燃料電池システムの起動
上記した燃料電池３は、通常、温度に依存する出力特性を有しており、温度が低いと、十分な起電力を得られない傾向がある。 The liquid fuel discharged from the fuel cell 3 to the reflux line 26 includes the fuel component remaining in the electrochemical reaction and the water generated by the electrochemical reaction, and the gas-liquid separator 32. , The gas component (separated from the gas (N ₂ or CO ₂ ) generated by the electrochemical reaction) is supplied to the second tank 22.
3. Activation of Fuel Cell System The above-described fuel cell 3 usually has an output characteristic that depends on temperature, and if the temperature is low, there is a tendency that sufficient electromotive force cannot be obtained.

そのため、上記の燃料電池システム２を起動させた直後においては、燃料電池３の温度が低く（具体的には、２５℃）、十分な起電力を得られない場合がある。 Therefore, immediately after starting the fuel cell system 2, the temperature of the fuel cell 3 is low (specifically, 25 ° C.), and a sufficient electromotive force may not be obtained.

そこで、上記の電動車両１では、起動時に、ＥＣＵ４１の制御により、燃料電池システム２を温める（いわゆる暖気運転）。 Therefore, in the electric vehicle 1 described above, the fuel cell system 2 is warmed (so-called warm-up operation) under the control of the ECU 41 at the time of startup.

詳しくは、電動車両１のイグニッションスイッチがオンされると、まず、ＥＣＵ４１の制御により、開閉弁２９が開放され、第１ポンプ２８、第２ポンプ３１、および、エアポンプ３５が作動される。 Specifically, when the ignition switch of the electric vehicle 1 is turned on, first, the on-off valve 29 is opened under the control of the ECU 41, and the first pump 28, the second pump 31, and the air pump 35 are operated.

このとき、ＥＣＵ４１は、通常（定常運転時など）であれば、電動車両１に要求される電力に応じて、第１ポンプ２８、第２ポンプ３１、および、エアポンプ３５の吐出量を調節する。 At this time, the ECU 41 adjusts the discharge amounts of the first pump 28, the second pump 31, and the air pump 35 according to the electric power required for the electric vehicle 1 if it is normal (during steady operation or the like).

対して、暖気運転では、ＥＣＵ４１は、電動車両１の起動時に要求される電力に応じた吐出量を上回る吐出量、例えば、最大吐出量で、エアポンプ３５を作動させる。エアポンプ３５の吐出量は、電動車両１の起動時に要求される電力に応じた吐出量に対して、例えば、１．５倍である。 On the other hand, in the warm-up operation, the ECU 41 operates the air pump 35 with a discharge amount that exceeds the discharge amount corresponding to the electric power required when the electric vehicle 1 is started, for example, the maximum discharge amount. The discharge amount of the air pump 35 is, for example, 1.5 times the discharge amount corresponding to the power required when the electric vehicle 1 is started.

これにより、起動時において、燃料電池３における電気化学反応が促進され、燃料電池３の加熱が促進される。 Thereby, at the time of starting, the electrochemical reaction in the fuel cell 3 is promoted, and the heating of the fuel cell 3 is promoted.

このとき、燃料電池３において発生した起電力は、エアポンプ３５に供給され、エアポンプ３５の作動に使用される。つまり、この燃料電池システム２では、エアポンプ３５を最大吐出量で作動させることにより、燃料電池３における電気化学反応を促進し、得られた起電力を、エアポンプ３５を最大吐出量で作動させるために使用する。 At this time, the electromotive force generated in the fuel cell 3 is supplied to the air pump 35 and used for the operation of the air pump 35. That is, in this fuel cell system 2, the electrochemical reaction in the fuel cell 3 is promoted by operating the air pump 35 with the maximum discharge amount, and the obtained electromotive force is used to operate the air pump 35 with the maximum discharge amount. use.

また、燃料電池３において発生した起電力は、インバータ４３により三相交流電力に変換された後、電動車両１の各種の電子機器に供給される。 The electromotive force generated in the fuel cell 3 is converted into three-phase AC power by the inverter 43 and then supplied to various electronic devices of the electric vehicle 1.

例えば、電動車両１が走行する場合には、起電力は、インバータ４３を介してモータ４２に供給されて、電動車両１の車輪を駆動させる機械エネルギーに変換される。なお、暖気運転中では、燃料電池３において発生する起電力が電動車両１の走行に不十分であるため、電動車両１の走行と燃料電池システム２の暖気とを両方実行する場合には、予めバッテリ４４に蓄電されていた電力がモータ４２に供給される。 For example, when the electric vehicle 1 travels, the electromotive force is supplied to the motor 42 via the inverter 43 and converted into mechanical energy that drives the wheels of the electric vehicle 1. During the warm-up operation, the electromotive force generated in the fuel cell 3 is insufficient for the travel of the electric vehicle 1. Therefore, when both the travel of the electric vehicle 1 and the warm-up of the fuel cell system 2 are executed, The electric power stored in the battery 44 is supplied to the motor 42.

そして、燃料電池３の温度が上昇するにつれて、燃料電池３において発生した起電力が増加し、電子機器やエアポンプ３５の作動に必要な電力を超過すると、電子機器やエアポンプ３５に供給されなかった余剰の電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５によって変圧され、バッテリ４４に蓄電される。 Then, as the temperature of the fuel cell 3 rises, the electromotive force generated in the fuel cell 3 increases. When the electric power necessary for the operation of the electronic device or the air pump 35 is exceeded, the surplus that was not supplied to the electronic device or the air pump 35 Is transformed by the DC / DC converter 45 and stored in the battery 44.

その後、燃料電池３の温度が、例えば、５０℃以上になると、ＥＣＵ４１は、燃料電池システム２の暖気運転を終了し、燃料電池システム２を定常運転に移行する。 Thereafter, when the temperature of the fuel cell 3 becomes, for example, 50 ° C. or higher, the ECU 41 ends the warm-up operation of the fuel cell system 2 and shifts the fuel cell system 2 to the steady operation.

燃料電池システム２が定常運転で作動しているとき、エアポンプ３５の吐出量は、暖気運転における吐出量よりも低い。 When the fuel cell system 2 is operating in steady operation, the discharge amount of the air pump 35 is lower than the discharge amount in the warm air operation.

なお、定常運転におけるエアポンプ３５の吐出量は、暖気運転におけるエアポンプ３５の吐出量に対して、例えば、１／１．５である。
４．作用効果
この燃料電池システム２によれば、ＥＣＵ４１は、起動時に、エアポンプ３５を最大吐出量で作動させる。 Note that the discharge amount of the air pump 35 in the steady operation is, for example, 1 / 1.5 with respect to the discharge amount of the air pump 35 in the warm air operation.
4). Effects According to the fuel cell system 2, the ECU 41 operates the air pump 35 with the maximum discharge amount at the time of activation.

これにより、起動時において、燃料電池３における電気化学反応を促進させることができ、燃料電池３の加熱を促進することができる。 Thereby, at the time of starting, the electrochemical reaction in the fuel cell 3 can be promoted, and the heating of the fuel cell 3 can be promoted.

その結果、燃料電池３をより早く温めることができ、円滑に十分な電力を得ることができる。 As a result, the fuel cell 3 can be warmed more quickly and sufficient power can be obtained smoothly.

また、この燃料電池システム２によれば、起動時において、エアポンプ３５を最大吐出量で作動させることにより、燃料電池３における電気化学反応を促進し、得られた起電力を、エアポンプ３５を最大吐出量で作動させるために使用する。 In addition, according to the fuel cell system 2, at the time of start-up, the air pump 35 is operated at the maximum discharge amount to promote the electrochemical reaction in the fuel cell 3, and the electromotive force obtained is discharged from the air pump 35 to the maximum. Used to operate with quantity.

これにより、バッテリ４４を大型化してバッテリ４４の容量を確保することなく、暖気運転中に燃料電池３で得られた起電力を消費しながら、エアポンプ３５を最大吐出量で作動させることができる。 Thus, the air pump 35 can be operated at the maximum discharge amount while consuming the electromotive force obtained by the fuel cell 3 during the warm-up operation without enlarging the battery 44 and securing the capacity of the battery 44.

その結果、燃料電池システム２の大型化を防ぐことができながら、燃料電池３をより早く温めることができる。
５．第２実施形態
図２を参照しながら、本発明の燃料電池システムの第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態において、上記した第１実施形態と同様の部材には同様の符号を付し、その説明を省略する。 As a result, the fuel cell 3 can be warmed more quickly while preventing an increase in size of the fuel cell system 2.
5). Second Embodiment A second embodiment of the fuel cell system of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, members similar to those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

第２実施形態では、空気給排部５は、さらに、加湿ライン５１と、加湿器５２と、第２ポンプの一例としての加湿ポンプ５３と、バイパスライン５４と、開閉弁５５とを備えている。なお、第２実施形態では、エアポンプ３５は、第１ポンプの一例である。 In the second embodiment, the air supply / exhaust unit 5 further includes a humidification line 51, a humidifier 52, a humidification pump 53 as an example of a second pump, a bypass line 54, and an on-off valve 55. . In the second embodiment, the air pump 35 is an example of a first pump.

加湿ライン５１は、加湿された空気を空気供給ライン３３に供給するための配管である。加湿ライン５１の供給方向上流端は、大気開放されている。加湿ライン５１の供給方向下流端は、エアポンプ３５よりも供給方向下流側において空気供給ライン３３の途中に接続されている。 The humidification line 51 is a pipe for supplying humidified air to the air supply line 33. The upstream end of the humidifying line 51 in the supply direction is open to the atmosphere. The downstream end of the humidification line 51 in the supply direction is connected to the air supply line 33 on the downstream side of the air pump 35 in the supply direction.

加湿器５２は、加湿ライン５１に介在されている。加湿器５２は、加湿ライン５１を通過する空気を加湿するように構成されている。加湿器５２としては、特に限定されず、公知の加湿器を適用できる。 The humidifier 52 is interposed in the humidification line 51. The humidifier 52 is configured to humidify the air passing through the humidification line 51. It does not specifically limit as the humidifier 52, A well-known humidifier can be applied.

加湿ポンプ５３は、加湿器５２よりも供給方向上流側において、加湿ライン５１に介在されている。加湿ポンプ５３は、エアポンプ３５と同様に、電気配線７Ａに対して電気的に接続されている。また、加湿ポンプ５３は、信号配線を介してＥＣＵ４１に電気的に接続されている。加湿ポンプ５３としては、例えば、エアポンプ３５と同様の送気ポンプが挙げられる。 The humidification pump 53 is interposed in the humidification line 51 on the upstream side of the humidifier 52 in the supply direction. The humidification pump 53 is electrically connected to the electric wiring 7 </ b> A similarly to the air pump 35. Further, the humidification pump 53 is electrically connected to the ECU 41 via a signal wiring. Examples of the humidification pump 53 include an air supply pump similar to the air pump 35.

バイパスライン５４は、加湿器５２を通さないで加湿ライン５１から空気供給ライン３３に空気を供給するための配管である。バイパスライン５４の供給方向上流端は、加湿ポンプ５３と加湿器５２との間において加湿ライン５１に接続されている。バイパスライン５４の供給方向下流端は、エアポンプ３５よりも供給方向下流側において空気供給ライン３３に接続されている。 The bypass line 54 is a pipe for supplying air from the humidification line 51 to the air supply line 33 without passing the humidifier 52. The supply line upstream end of the bypass line 54 is connected to the humidification line 51 between the humidification pump 53 and the humidifier 52. The downstream end of the bypass line 54 in the supply direction is connected to the air supply line 33 on the downstream side in the supply direction from the air pump 35.

開閉弁５５は、バイパスライン５４に介在されている。開閉弁５５としては、例えば、電磁弁など、公知の開閉弁が挙げられる。また、開閉弁５５は、信号配線を介してＥＣＵ４１に電気的に接続されている。 The on-off valve 55 is interposed in the bypass line 54. Examples of the on-off valve 55 include known on-off valves such as electromagnetic valves. The on-off valve 55 is electrically connected to the ECU 41 via signal wiring.

第２実施形態では、ＥＣＵ４１は、定常運転において、開閉弁５５は、閉鎖した状態で、エアポンプ３５および加湿ポンプ５３を、カソード電極１７に供給される空気を適度に加湿するように、適宜作動させる。 In the second embodiment, the ECU 41 appropriately operates the air pump 35 and the humidification pump 53 so as to appropriately humidify the air supplied to the cathode electrode 17 with the on-off valve 55 closed in a steady operation. .

そして、ＥＣＵ４１は、暖気運転において、開閉弁５５を開放し、エアポンプ３５および加湿ポンプ５３を最大吐出量で作動させる。 In the warm-up operation, the ECU 41 opens the on-off valve 55 and operates the air pump 35 and the humidification pump 53 with the maximum discharge amount.

ここで、バイパスライン５４内の圧力損失は、加湿器５２内の圧力損失よりも小さい。そのため、加湿ポンプ５３から吐出された空気は、加湿器５２よりもバイパスライン５４へ多く流れる。 Here, the pressure loss in the bypass line 54 is smaller than the pressure loss in the humidifier 52. Therefore, more air discharged from the humidification pump 53 flows to the bypass line 54 than the humidifier 52.

バイパスライン５４へ流れた空気は、空気供給ライン３３内の空気とともに、燃料電池３の空気流路１９に供給される。 The air that has flowed to the bypass line 54 is supplied to the air flow path 19 of the fuel cell 3 together with the air in the air supply line 33.

このとき、燃料電池３において発生した起電力は、エアポンプ３５および加湿ポンプ５３に供給され、エアポンプ３５および加湿ポンプ５３の作動に使用される。 At this time, the electromotive force generated in the fuel cell 3 is supplied to the air pump 35 and the humidification pump 53 and used for the operation of the air pump 35 and the humidification pump 53.

第２実施形態の燃料電池システム２によれば、ＥＣＵ４１は、起動時に、エアポンプ３５および加湿ポンプ５３を最大吐出量で作動させ、加湿ポンプ５３から吐出された空気を、バイパスライン５４および空気供給ライン３３を介して、エアポンプ３５から吐出された空気とともに、空気流路１９に供給する。 According to the fuel cell system 2 of the second embodiment, the ECU 41 operates the air pump 35 and the humidification pump 53 at the maximum discharge amount at the time of activation, and the air discharged from the humidification pump 53 is supplied to the bypass line 54 and the air supply line. Together with the air discharged from the air pump 35, the air is supplied to the air flow path 19 via 33.

これにより、起動時において、燃料電池３における電気化学反応をより促進させることができ、燃料電池３の加熱をより促進さすることができる。 Thereby, at the time of starting, the electrochemical reaction in the fuel cell 3 can be further promoted, and the heating of the fuel cell 3 can be further promoted.

その結果、燃料電池３をより一層早く温めることができ、円滑に十分な電力を得ることができる。 As a result, the fuel cell 3 can be warmed more quickly, and sufficient power can be obtained smoothly.

また、この燃料電池システム２によれば、起動時において、エアポンプ３５および加湿ポンプ５３を最大吐出量で作動させることにより、燃料電池３における電気化学反応を促進し、得られた起電力を、エアポンプ３５および加湿ポンプ５３を最大吐出量で作動させるために使用する。 In addition, according to the fuel cell system 2, by starting the air pump 35 and the humidification pump 53 with the maximum discharge amount at the time of startup, the electrochemical reaction in the fuel cell 3 is promoted, and the electromotive force obtained is converted into the air pump. 35 and the humidification pump 53 are used to operate at the maximum discharge amount.

これにより、バッテリ４４を大型化してバッテリ４４の容量を確保することなく、暖気運転中に燃料電池３で得られた起電力を消費しながら、エアポンプ３５および加湿ポンプ５３を最大吐出量で作動させることができる。 Accordingly, the air pump 35 and the humidification pump 53 are operated at the maximum discharge amount while consuming the electromotive force obtained by the fuel cell 3 during the warm-up operation without enlarging the battery 44 and securing the capacity of the battery 44. be able to.

その結果、燃料電池システム２の大型化を防ぐことができながら、燃料電池３をより一層早く温めることができる。 As a result, it is possible to warm the fuel cell 3 more quickly while preventing an increase in the size of the fuel cell system 2.

２燃料電池システム
３燃料電池
４燃料給排部
６制御部
１６アノード電極
１７カソード電極
３３空気供給ライン
３５エアポンプ
５１加湿ライン
５２加湿器
５３加湿ポンプ
５４バイパスライン
５５開閉弁 2 Fuel Cell System 3 Fuel Cell 4 Fuel Supply / Exhaust Unit 6 Control Unit 16 Anode Electrode 17 Cathode Electrode 33 Air Supply Line 35 Air Pump 51 Humidifier Line 52 Humidifier 53 Humidifier Pump 54 Bypass Line 55 Open / Close Valve

Claims

A fuel cell comprising an anode and a cathode;
A fuel supply unit for supplying fuel to the anode;
A supply line for supplying a gas containing oxygen to the cathode;
A supply pump interposed in the supply line and conveying the gas to the cathode;
A control unit for controlling the operation of the supply pump,
The said control part operates the said supply pump by the maximum discharge amount at the time of starting of the said fuel cell, The fuel cell system characterized by the above-mentioned.

A fuel cell comprising an anode and a cathode;
A fuel supply unit for supplying fuel to the anode;
A supply line for supplying a gas containing oxygen to the cathode;
A first pump interposed in the supply line and transporting the gas to the cathode;
A humidification line connected in the middle of the supply line to supply the gas humidified to the supply line,
A humidifier interposed in the humidification line;
A second pump that is interposed in the humidification line upstream of the humidifier in the supply direction of the humidification line and conveys the gas to the humidifier;
A bypass line connected to the humidification line on the upstream side in the supply direction with respect to the humidifier and on the downstream side in the supply direction with respect to the second pump; and the supply line;
An on-off valve for opening and closing the bypass line;
A controller that controls operations of the first pump, the second pump, and the on-off valve;
The control unit opens the on-off valve when the fuel cell is started to operate the first pump and the second pump with a maximum discharge amount.