JP2017016974A - Control device for fuel battery - Google Patents

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亮二 加藤
渡邊 哲也
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To more reliably prevent corrosion of a separator, caused by generation of over-voltage in the start of a fuel battery.SOLUTION: A control device for a fuel battery comprises: a fuel battery body 1 comprising an anode 2 and a cathode 3 with an electrolyte 6 between them; fuel gas supply means that supplies fuel gas to the anode 2; oxidant-gas supply means that supplies oxidant gas to the cathode 3; voltage detection means 14 that detects a voltage generated in the fuel battery body 1; and fuel-gas supply control means 32 that adjusts fuel gas supplied to the fuel battery body 1 on the basis of a detection voltage detected by the voltage detection means 14. The fuel gas supply control means 32 exerts control such an instruction value for supply of fuel gas is set to a target supply value, a, at startup and, when the detection voltage is or may be higher than a predetermined determination voltage, b, an instruction value for supply of fuel gas is set to a first instruction value, d, smaller than the target supply value, a.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この発明は、燃料電池の起動や停止の制御を行う燃料電池の制御装置に関する。   The present invention relates to a fuel cell control device that controls start and stop of a fuel cell.

燃料電池は、水素を含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとを反応させることにより、電解質の両側に設けた電極間から、電気エネルギを取り出すしくみとなっている。   A fuel cell has a mechanism for extracting electric energy from between electrodes provided on both sides of an electrolyte by reacting a fuel gas containing hydrogen and an oxidant gas containing oxygen.

燃料電池本体を構成するセルは、電解質で構成された電解質膜の一方の側に、燃料ガスが供給される側の電極である燃料極(アノード)が、他方の側に、酸化剤ガスが供給される側の電極である空気極(カソード)が配置される。さらにその電極のそれぞれ外側に金属製のセパレータが配置される。   The cell constituting the fuel cell main body is supplied with a fuel electrode (anode) as an electrode to which fuel gas is supplied on one side of an electrolyte membrane made of an electrolyte, and with an oxidant gas on the other side. An air electrode (cathode) which is an electrode on the side to be formed is disposed. Further, a metal separator is disposed on the outside of each electrode.

セルのアノード側に燃料ガスが、カソード側に酸化剤ガスが供給されて、以下の反応の進行により発電が行われ、セル電圧が発生する。通常、燃料ガスとして水素ガスが、酸化剤ガスとして空気が用いられる(例えば、特許文献1,2参照)。
アノード:H→2H+2e
カソード:2H+2e+(1/2)O→H
Fuel gas is supplied to the anode side of the cell and oxidant gas is supplied to the cathode side, and power generation is performed by the following reaction to generate a cell voltage. Usually, hydrogen gas is used as the fuel gas, and air is used as the oxidant gas (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
Anode: H 2 → 2H + + 2e
Cathode: 2H + + 2e + (1/2) O 2 → H 2 O

特開2005−158557号公報JP 2005-158557 A 特開2002−116402号公報JP 2002-116402 A

燃料電池の起動時は、燃料ガスや酸化剤ガスの導入によってセル電圧が上昇し、その後、開回路電圧で安定する。しかし、電圧が開回路電圧で安定する前に、一時的に開回路電圧を超える過電圧状態が発生することがある。   When the fuel cell is started, the cell voltage rises due to the introduction of the fuel gas or oxidant gas, and then stabilizes at the open circuit voltage. However, an overvoltage condition that temporarily exceeds the open circuit voltage may occur before the voltage stabilizes at the open circuit voltage.

セル電圧が開回路電圧を超える過電圧となって、その電圧がセパレータの過不動態電位を超えた場合、その後のセル電圧の低下に伴い、セパレータの表面に不動態が再生成される。しかし、不動態の生成速度は比較的遅いため、十分な生成時間が確保できない場合は、セパレータが腐食しやすい状態になる場合がある。そこで、特許文献1に示すように、負荷の制御により過電圧を抑制する手法がある。   When the cell voltage becomes an overvoltage exceeding the open circuit voltage and the voltage exceeds the separator's overpassive potential, the passivation is regenerated on the surface of the separator as the cell voltage subsequently decreases. However, since the passive generation rate is relatively slow, the separator may be easily corroded if a sufficient generation time cannot be secured. Therefore, as shown in Patent Document 1, there is a technique for suppressing overvoltage by controlling a load.

しかし、負荷により過電圧が抑制されることで電圧が開回路電圧に至った後、直ちに負荷制御を停止すると、電圧が再上昇して再び過電圧が発生する場合がある。このような電圧の再上昇は、不動態生成時間の確保を難しくする。このため、セパレータの腐食につながるので好ましくない。   However, if the load control is stopped immediately after the voltage reaches the open circuit voltage due to suppression of the overvoltage by the load, the voltage may rise again and an overvoltage may occur again. Such a re-rise in voltage makes it difficult to ensure a passivating time. For this reason, it leads to corrosion of the separator, which is not preferable.

また、特許文献2に示すように、負荷の制御によりセル電圧が過電圧判定電圧以下まで低下した場合に、負荷と連動して酸化剤ガス(空気)の供給量を制御することで、電圧低下を制御する手法も考えられる。ここで、酸化剤ガスの供給量を制御し、燃料ガスの供給量を制御しないのは、燃料ガスの供給量を増減させることは、増減の指示から実際に供給量が増減するまでの応答性が悪いからであると考えられる。これに対し、酸化剤ガスの供給量の変化に対するセル電圧の応答は比較的速いため、ガス供給量を減じたことにより、電圧低下がオーバーシュートして電圧が必要以上に低下する恐れがある。また、これを防止するために負荷連動の応答性を速くした場合、セル電圧の上昇も速くなるので、逆に過電圧発生のリスクが増大してしまうという問題が生じ得る。   In addition, as shown in Patent Document 2, when the cell voltage is reduced to an overvoltage determination voltage or less by controlling the load, the supply of oxidant gas (air) is controlled in conjunction with the load, thereby reducing the voltage. A control method is also conceivable. Here, the supply amount of the oxidant gas is controlled and the supply amount of the fuel gas is not controlled. Increasing or decreasing the supply amount of the fuel gas is a response from the increase / decrease instruction until the supply amount is actually increased or decreased. It is thought that this is because it is bad. On the other hand, since the response of the cell voltage to the change in the supply amount of the oxidant gas is relatively fast, there is a possibility that the voltage drop will overshoot due to the reduction in the gas supply amount, and the voltage will drop more than necessary. Further, when the load-linked responsiveness is increased in order to prevent this, the cell voltage rises faster, which may increase the risk of occurrence of overvoltage.

そこで、この発明の課題は、燃料電池の起動時における過電圧の発生によるセパレータの腐食をより確実に防止することである。   Accordingly, an object of the present invention is to more reliably prevent the corrosion of the separator due to the occurrence of an overvoltage at the time of starting the fuel cell.

上記の課題を解決するために、この発明は、電解質を挟んで一方側にアノードを他方側にカソードを備えた燃料電池本体と、アノードに燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、カソードに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、前記燃料ガスと酸化剤ガスとの反応により前記燃料電池本体に生じた電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段によって検出される検出電圧に基づいて前記燃料電池本体に供給される燃料ガスを調整する燃料ガス供給制御手段と、を備え、前記燃料ガス供給制御手段は、起動時には燃料ガスの供給の指示値を目標供給量に設定し、前記検出電圧が所定判定電圧を超えた場合又は超える見込みである場合は、燃料ガスの供給の指示値を目標供給量よりも小さい第一の指示値に設定する第一の制御を行う燃料電池の制御装置を採用した。   In order to solve the above problems, the present invention provides a fuel cell body having an anode on one side and a cathode on the other side with an electrolyte interposed therebetween, fuel gas supply means for supplying fuel gas to the anode, and oxidation on the cathode An oxidant gas supply means for supplying an oxidant gas; a voltage detection means for detecting a voltage generated in the fuel cell main body by a reaction between the fuel gas and the oxidant gas; and a detection voltage detected by the voltage detection means. Fuel gas supply control means for adjusting the fuel gas supplied to the fuel cell main body based on the fuel gas supply control means, the fuel gas supply control means sets the instruction value of fuel gas supply to a target supply amount at startup, When the detected voltage exceeds or is expected to exceed the predetermined determination voltage, first control is performed to set the fuel gas supply instruction value to a first instruction value smaller than the target supply amount. Employing a control apparatus for a fuel cell.

ここで、前記燃料ガス供給制御手段は、前記第一の制御により前記検出電圧が降下して所定移行電圧を下回った後は、燃料ガスの供給の指示値を目標供給量よりも多い第二の指示値に設定する第二の制御を行う構成を採用することができる。   In this case, the fuel gas supply control means sets the fuel gas supply instruction value to a second value larger than the target supply amount after the detection voltage drops and falls below a predetermined transition voltage by the first control. It is possible to employ a configuration that performs the second control that is set to the indicated value.

前記第一の制御を行う各構成において、負荷の付与により前記燃料電池本体に生じる電圧を抑制する負荷装置と、前記電圧検出手段によって検出される検出電圧に基づいて前記燃料電池本体に付与される負荷を調整する負荷制御手段と、を備え、前記負荷制御手段は、前記第一の制御において、前記検出電圧が所定判定電圧を超えた場合又は超える見込みである場合に負荷を付与する構成を採用することができる。   In each configuration for performing the first control, a load device that suppresses a voltage generated in the fuel cell main body by applying a load, and the fuel cell main body is applied based on a detection voltage detected by the voltage detection means. Load control means for adjusting a load, and the load control means adopts a configuration that applies a load when the detected voltage exceeds or is expected to exceed a predetermined determination voltage in the first control. can do.

ここで、前記第一の制御において、前記検出電圧が降下して所定移行電圧を下回った後は、前記第二の制御において、負荷の減少を一旦停止して前記第一の制御における最大負荷よりも低い負荷を継続して付与する負荷継続期間を設定する構成を採用することができる。   Here, in the first control, after the detection voltage drops and falls below a predetermined transition voltage, in the second control, the decrease of the load is temporarily stopped and the maximum load in the first control is exceeded. It is possible to adopt a configuration in which a load continuation period in which a low load is continuously applied is set.

あるいは、前記第一の制御において、前記検出電圧が降下して所定移行電圧を下回った後は、前記第二の制御において、負荷をゼロにする無負荷期間を設定する構成を採用することができる。   Alternatively, in the first control, after the detection voltage drops and falls below a predetermined transition voltage, it is possible to employ a configuration in which a no-load period for setting the load to zero is set in the second control. .

また、前記所定移行電圧は、前記所定判定電圧と等しく設定される構成を採用することができる。   The predetermined transition voltage may be set equal to the predetermined determination voltage.

また、前記第二の制御の開始後、前記負荷制御手段は付与する負荷を再び増加させる再度の負荷制御を行う構成を採用することができる。   Further, after the start of the second control, it is possible to adopt a configuration in which the load control unit performs the load control again to increase the applied load again.

前記再度の負荷制御において付与する負荷は、前記検出電圧の単位時間当たりの上昇量を所定上昇量以下にするように設定されることが望ましい。   The load applied in the second load control is preferably set so that the amount of increase in the detected voltage per unit time is equal to or less than a predetermined amount of increase.

この発明は、燃料電池の起動時における過電圧の発生によるセパレータの腐食を、より確実に防止することができる。   The present invention can more reliably prevent the corrosion of the separator due to the occurrence of overvoltage at the time of starting the fuel cell.

この発明の一実施形態を示す燃料電池の制御装置の構成を示す模式図The schematic diagram which shows the structure of the control apparatus of the fuel cell which shows one Embodiment of this invention 燃料電池の起動時における制御の例を示すグラフ図Graph showing an example of control at the start of the fuel cell 燃料電池の起動時における制御の他の例を示すグラフ図Graph showing another example of control at startup of the fuel cell 燃料電池の起動時における制御のさらに他の例を示すグラフ図A graph showing still another example of control at the time of starting the fuel cell

この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。図1は、この実施形態の燃料電池の制御装置の構成を示す模式図である。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a control device for a fuel cell according to this embodiment.

燃料電池本体(セル)1は、対のセパレータ4,5間に、アノード2とカソード3とが電解質6を挟んで対向して配置されている。   In a fuel cell main body (cell) 1, an anode 2 and a cathode 3 are disposed between a pair of separators 4 and 5 so as to face each other with an electrolyte 6 interposed therebetween.

燃料電池本体1内において、アノード2に供給された水素ガスと、カソード3に供給された空気との間で電気化学反応が進行し、発電が行われる。化学反応式は前述の通りである。   In the fuel cell body 1, an electrochemical reaction proceeds between the hydrogen gas supplied to the anode 2 and the air supplied to the cathode 3 to generate power. The chemical reaction formula is as described above.

図1に示すように、アノード2に燃料ガスとして水素ガスを供給する燃料ガス供給手段Aが備えられている。燃料ガス供給手段Aは、燃料電池本体1に接続される流入側のアノード側配管21に沿って、上流側から順に、水素タンク7、水素圧力調整弁8、水素インジェクタ9を備える。また、燃料電池本体1から引き出される流出側のアノード側配管22には、パージ弁10を備える。   As shown in FIG. 1, fuel gas supply means A for supplying hydrogen gas as fuel gas to the anode 2 is provided. The fuel gas supply means A includes a hydrogen tank 7, a hydrogen pressure adjustment valve 8, and a hydrogen injector 9 in order from the upstream side along the inflow-side anode-side pipe 21 connected to the fuel cell main body 1. In addition, a purge valve 10 is provided in the anode side piping 22 on the outflow side drawn out from the fuel cell main body 1.

水素タンク7からアノード2への水素ガスの供給は、水素圧力調整弁8によって調整される。水素タンク7内の水素ガスは高圧であるので、アノード側配管21には、適宜、減圧弁等が介在される。アノード2で消費されずに残った水素ガスは、パージ弁10の上流側でアノード側配管22から分岐する循環通路25を通じて、水素循環ポンプ26によってアノード側配管21へ戻り、燃料電池本体1へ再循環させている。   The supply of hydrogen gas from the hydrogen tank 7 to the anode 2 is adjusted by a hydrogen pressure adjustment valve 8. Since the hydrogen gas in the hydrogen tank 7 is at a high pressure, a pressure reducing valve or the like is appropriately interposed in the anode side pipe 21. The hydrogen gas remaining without being consumed at the anode 2 is returned to the anode side pipe 21 by the hydrogen circulation pump 26 through the circulation passage 25 branched from the anode side pipe 22 on the upstream side of the purge valve 10, and is returned to the fuel cell body 1 again. Circulating.

アノード2に設けられた圧力センサ18によって、アノード内の圧力を検出された圧力を、コントローラ(制御ユニット)30が備える燃料ガス供給制御手段32に伝達する。燃料ガス供給制御手段32は、その情報に基づいて、燃料ガス供給手段Aによる水素ガスの供給を制御する。この制御は、例えば、設定圧力と実圧力の要素に基づくフィードバック制御により行うことができる。   The pressure detected by the pressure sensor 18 provided in the anode 2 is transmitted to the fuel gas supply control means 32 provided in the controller (control unit) 30. The fuel gas supply control means 32 controls the supply of hydrogen gas by the fuel gas supply means A based on the information. This control can be performed, for example, by feedback control based on elements of the set pressure and the actual pressure.

燃料ガス供給手段Aは、アノード2内の水素ガスの圧力が常に一定になるように制御する。すなわち、燃料電池本体1において消費された水素ガスを、自動的に補う制御が行われる。パージ弁10は、燃料電池が停止している際に、アノード2内の水素を排出する。また、パージ弁10は、燃料電池の運転時に、アノード2内の水素の分圧を上昇させるために、アノード2内の窒素等の他の物質を排出し、また、セル電圧を回復させるために、流路内の水滴を排出することもできる。   The fuel gas supply means A controls so that the pressure of the hydrogen gas in the anode 2 is always constant. In other words, control for automatically supplementing the hydrogen gas consumed in the fuel cell main body 1 is performed. The purge valve 10 discharges the hydrogen in the anode 2 when the fuel cell is stopped. The purge valve 10 also discharges other substances such as nitrogen in the anode 2 in order to increase the partial pressure of hydrogen in the anode 2 during operation of the fuel cell, and recovers the cell voltage. The water droplets in the flow path can also be discharged.

また、図1に示すように、カソード3に酸化剤ガスとして空気を供給する酸化剤ガス供給手段Bが備えられている。酸化剤ガス供給手段Bは、燃料電池本体1に接続される流入側のカソード側配管23にコンプレッサ11を備える。また、燃料電池本体1から引き出される流出側のカソード側配管24には、空気圧力調整弁12を備える。   Further, as shown in FIG. 1, an oxidant gas supply means B for supplying air as an oxidant gas to the cathode 3 is provided. The oxidant gas supply means B includes the compressor 11 in the inflow side cathode side pipe 23 connected to the fuel cell main body 1. The cathode side pipe 24 on the outflow side drawn out from the fuel cell main body 1 is provided with an air pressure adjusting valve 12.

カソード3への空気の供給は、コンプレッサ11によって調整される。カソード3に設けられた圧力センサ19によって検出された圧力を、コントローラ30が備える酸化剤ガス供給制御手段33に伝達する。酸化剤ガス供給制御手段33は、その情報に基づいて、酸化剤ガス供給手段Bによる空気の供給を制御する。この制御は、例えば、設定圧力と実圧力の要素に基づくフィードバック制御により行うことができる。   The supply of air to the cathode 3 is adjusted by the compressor 11. The pressure detected by the pressure sensor 19 provided on the cathode 3 is transmitted to the oxidant gas supply control means 33 provided in the controller 30. The oxidant gas supply control means 33 controls the air supply by the oxidant gas supply means B based on the information. This control can be performed, for example, by feedback control based on elements of the set pressure and the actual pressure.

酸化剤ガス供給手段Bは、カソード3内の空気の圧力が常に一定になるように制御する。すなわち、燃料電池本体1において消費された空気(酸素)を、自動的に補う制御が行われる。   The oxidant gas supply means B controls so that the pressure of the air in the cathode 3 is always constant. That is, control is performed to automatically supplement the air (oxygen) consumed in the fuel cell main body 1.

燃料電池本体1とコントローラ30との間には、電力の取り出し回路である電源回路Cが設けられている。その電源回路Cには、燃料電池本体1への負荷の付与により、燃料電池本体1に生じる電圧を抑制する負荷装置13が備えられる。負荷装置13としては、例えば、固定抵抗や蓄電池、直流電圧変換器(DC−DCコンバータ)等を採用できる。燃料電池本体1から負荷装置13へ負荷電流が流れることにより、アノード2側の水素ガス、カソード3側の空気中の酸素が消費され、燃料電池本体1の電圧が一時低下する。   Between the fuel cell main body 1 and the controller 30, a power supply circuit C which is a power extraction circuit is provided. The power supply circuit C includes a load device 13 that suppresses a voltage generated in the fuel cell main body 1 by applying a load to the fuel cell main body 1. As the load device 13, for example, a fixed resistor, a storage battery, a DC voltage converter (DC-DC converter), or the like can be adopted. When a load current flows from the fuel cell main body 1 to the load device 13, hydrogen gas on the anode 2 side and oxygen in the air on the cathode 3 side are consumed, and the voltage of the fuel cell main body 1 temporarily decreases.

また、燃料電池本体1、又は、燃料電池本体1とコントローラ30との間には、燃料ガスと酸化剤ガスとの反応により、燃料電池本体1に生じた電圧を検出する電圧検出手段14が備えられる。この実施形態において、電圧検出手段14は電圧センサである。   Further, a voltage detection means 14 for detecting a voltage generated in the fuel cell main body 1 due to a reaction between the fuel gas and the oxidant gas is provided between the fuel cell main body 1 or between the fuel cell main body 1 and the controller 30. It is done. In this embodiment, the voltage detection means 14 is a voltage sensor.

負荷装置13によって、燃料電池本体1を含む電源回路Cに付与される負荷は、コントローラ30が備える負荷制御手段31によって制御される。負荷制御手段31は、電圧検出手段14によって検出される検出電圧に基づいて、負荷装置13によって燃料電池本体1に付与される負荷を調整する。負荷の調整は、フィードバック制御等により行われる。この負荷の調整により、燃料電池本体1に生じる電圧は増減する。その増減は、電圧検出手段14が随時検出することができる。なお、負荷を付与した後の電源回路Cにおける電圧値、電流値は、電圧計15や電流計16で確認することもできる。   The load applied to the power supply circuit C including the fuel cell main body 1 by the load device 13 is controlled by a load control means 31 provided in the controller 30. The load control unit 31 adjusts the load applied to the fuel cell body 1 by the load device 13 based on the detection voltage detected by the voltage detection unit 14. The adjustment of the load is performed by feedback control or the like. By adjusting the load, the voltage generated in the fuel cell body 1 increases or decreases. The increase / decrease can be detected by the voltage detection means 14 at any time. In addition, the voltage value and the current value in the power supply circuit C after the load is applied can be confirmed by the voltmeter 15 and the ammeter 16.

また、燃料電池本体1には、その燃料電池本体1の温度を検出する温度検出手段17を備える。この実施形態において、温度検出手段17は温度センサである。   Further, the fuel cell main body 1 is provided with temperature detection means 17 for detecting the temperature of the fuel cell main body 1. In this embodiment, the temperature detection means 17 is a temperature sensor.

この燃料電池の制御装置では、電圧検出手段14によって検出される検出電圧に基づいて、燃料電池本体1に供給される燃料ガスを調整する燃料ガス供給制御手段32を備る。また、その検出電圧に基づいて、燃料電池本体1に供給される酸化剤ガスを調整する酸化剤ガス供給制御手段33を備える。燃料ガス供給制御手段32、酸化剤ガス供給制御手段33は、コントローラ30が備える。   This fuel cell control device includes fuel gas supply control means 32 that adjusts the fuel gas supplied to the fuel cell main body 1 based on the detection voltage detected by the voltage detection means 14. Further, an oxidant gas supply control means 33 for adjusting the oxidant gas supplied to the fuel cell main body 1 based on the detected voltage is provided. The fuel gas supply control means 32 and the oxidant gas supply control means 33 are provided in the controller 30.

この燃料電池の制御装置が、例えば、車両に搭載される場合、コントローラ30は、燃料電池本体1での発電時に、その燃料電池本体1から電源回路Cを通じて電力を取り出し、コントローラ30を介して、駆動用のモータ等の電力の消費を行う電力消費装置20へ電力を供給する。特に、電力消費装置20を使用する前段の起動時において、負荷装置13が電源回路Cに付与する負荷の値を増減することによって、燃料電池本体1の電圧は調整される。また、電力消費装置20を使用中も、目標電圧に応じて負荷装置13が電源回路Cに付与する負荷の値を増減することによって燃料電池本体1の電圧は調整される。   When this fuel cell control device is mounted on, for example, a vehicle, the controller 30 takes out electric power from the fuel cell main body 1 through the power supply circuit C during power generation in the fuel cell main body 1, Power is supplied to the power consuming device 20 that consumes power such as a driving motor. In particular, the voltage of the fuel cell body 1 is adjusted by increasing / decreasing the value of the load applied to the power supply circuit C by the load device 13 at the time of starting the previous stage of using the power consuming device 20. Even when the power consuming device 20 is in use, the voltage of the fuel cell body 1 is adjusted by increasing or decreasing the value of the load applied to the power supply circuit C by the load device 13 according to the target voltage.

なお、この燃料電池の制御装置を搭載する車両は、例えば、外部電源との接続により充電が可能なプラグイン方式の充電機構を備えた二次電池と、前述の燃料電池とを、電源として選択的に使用できる構成としている。モータ、インバータに対して、二次電池と燃料電池が並列に配置されている。   Note that a vehicle equipped with this fuel cell control device selects, for example, a secondary battery having a plug-in charging mechanism that can be charged by connection to an external power source, and the aforementioned fuel cell as a power source. Configuration that can be used in an automated manner. A secondary battery and a fuel cell are arranged in parallel to the motor and the inverter.

以下、この発明の燃料電池の制御を説明する。   Hereinafter, control of the fuel cell of the present invention will be described.

(図2の制御の例)
まず、図2に示す制御の例を説明する。燃料電池を起動させ、燃料電池本体1に燃料ガス、酸化剤ガスを供給する。燃料電池本体1に生じる電圧は、図中上段のグラフに示すように、徐々に上昇していく。このとき、水素供給量の指示値は、図中下段に示すように、起動時から電圧が安定するまで、また、その安定した後も継続して予め決められた目標値である目標供給量aに設定しておく。
(Example of control in FIG. 2)
First, an example of the control shown in FIG. 2 will be described. The fuel cell is started and fuel gas and oxidant gas are supplied to the fuel cell main body 1. The voltage generated in the fuel cell body 1 gradually increases as shown in the upper graph in the figure. At this time, the indicated value of the hydrogen supply amount is a target supply amount a which is a predetermined target value until the voltage stabilizes from the time of startup as well as after the stabilization, as shown in the lower part of the figure. Set to.

負荷制御手段31は、電圧検出手段14によって検出される検出電圧が、所定判定電圧bを超えた場合、又は、超える見込みである場合に負荷を付与する。図2の中段に示すグラフが、付与する負荷の推移である。   The load control unit 31 applies a load when the detection voltage detected by the voltage detection unit 14 exceeds or is expected to exceed the predetermined determination voltage b. The graph shown in the middle part of FIG. 2 is the transition of the applied load.

ここでは、負荷の付与を、検出電圧が所定判定電圧bに至るのと同時に開始しているが、負荷の付与は、検出電圧が所定判定電圧bを超えた後、所定判定電圧bに至った後、一定時間経過後のタイミングで開始してもよい。ただし、この場合、負荷の付与は、検出電圧が所定判定電圧bを超えた後、できるだけ速やかに行われることが望ましい。また、現在までの電圧値の推移と、燃料ガス、酸化剤ガスの供給量等の他の要素から、その後の電圧値の推移を予測し、検出電圧が所定判定電圧bを超える見込みであると判断された場合には、実際に検出電圧が所定判定電圧bを超える前であっても、負荷の付与を開始してもよい。   Here, the application of the load is started simultaneously with the detection voltage reaching the predetermined determination voltage b, but the application of the load reaches the predetermined determination voltage b after the detection voltage exceeds the predetermined determination voltage b. After that, it may be started at a timing after a certain time has elapsed. However, in this case, it is desirable that the load be applied as soon as possible after the detected voltage exceeds the predetermined determination voltage b. Further, the transition of the voltage value up to now and other factors such as the supply amount of the fuel gas and the oxidant gas are predicted, and then the transition of the voltage value is predicted, and the detected voltage is expected to exceed the predetermined determination voltage b. If it is determined, the application of the load may be started even before the detected voltage actually exceeds the predetermined determination voltage b.

この負荷の付与に伴い、検出電圧は減少するか、一定に維持されるか、あるいは、その上昇度合いが抑制される。図2では、検出電圧は、所定判定電圧bを超えた後、あるいは、所定判定電圧bに至った後、その所定判定電圧bで一定に維持されている。この間、検出電圧の抑制に必要な負荷は、徐々に減少していく。付与する負荷の減少のようすは、図2の中段に示すグラフの通りである。ここでは、検出電圧が所定判定電圧bで一定に維持されるように、付与する負荷を、ピーク値である最大負荷P1を境に徐々に減少させている。これらの負荷の制御を、第一の負荷制御と称する。所定判定電圧bは、燃料電池本体1内のセパレータ保護の観点から、適切な電圧値が決定される。   As the load is applied, the detection voltage decreases, is kept constant, or the increase degree is suppressed. In FIG. 2, the detection voltage is kept constant at the predetermined determination voltage b after exceeding the predetermined determination voltage b or after reaching the predetermined determination voltage b. During this time, the load necessary for suppressing the detection voltage gradually decreases. The decrease in the applied load is as shown in the graph in the middle of FIG. Here, the applied load is gradually decreased with the maximum load P1 being the peak value as a boundary so that the detection voltage is kept constant at the predetermined determination voltage b. Control of these loads is referred to as first load control. As the predetermined determination voltage b, an appropriate voltage value is determined from the viewpoint of protecting the separator in the fuel cell main body 1.

検出電圧が降下して、検出電圧が所定移行電圧cを下回った後は、負荷の減少を一旦停止する。この負荷の減少の停止までが第一の負荷制御である。ここでは、負荷の減少を一旦停止する際の所定移行電圧cとして、所定判定電圧bと同じ電圧の値を採用しているが、この所定移行電圧cは所定判定電圧bよりも若干大きい値としてもよいし、所定判定電圧bよりも若干小さい値としてもよい。所定移行電圧cは、燃料電池本体1内のセパレータ保護の観点から適切な電圧値が設定されるべきであるのと同時に、その後の電圧変動の挙動の観点から、電圧が降下しすぎないあるいは上昇しすぎないように、適宜設定することができる。   After the detection voltage drops and the detection voltage falls below the predetermined transition voltage c, the load reduction is temporarily stopped. The first load control is until the load decrease is stopped. Here, the same voltage value as the predetermined determination voltage b is adopted as the predetermined transition voltage c when the load decrease is temporarily stopped. However, the predetermined transition voltage c is a value slightly larger than the predetermined determination voltage b. Alternatively, it may be a value slightly smaller than the predetermined determination voltage b. The predetermined transition voltage c should be set to an appropriate voltage value from the viewpoint of protecting the separator in the fuel cell main body 1, and at the same time, from the viewpoint of the behavior of subsequent voltage fluctuation, the voltage does not drop or rises. It can set suitably so that it may not do too much.

負荷の減少を停止させた後、付与する負荷は、第一の負荷制御における最大負荷P1よりも相対的に低い負荷の値であるP2の値で一定に維持される。この一定の負荷P2を一定の期間継続して付与する。この負荷P2の継続期間を、負荷継続期間と称する。負荷継続期間の終了後は、負荷を減少させてゼロに近づけていく。これにより電圧は、目標値である開回路電圧に安定する。この制御を、第二の負荷制御と称する。   After stopping the decrease of the load, the applied load is kept constant at a value of P2, which is a load value relatively lower than the maximum load P1 in the first load control. The constant load P2 is continuously applied for a certain period. The duration of the load P2 is referred to as a load duration. After the end of the load continuation period, the load is reduced to approach zero. As a result, the voltage is stabilized at the open circuit voltage which is the target value. This control is referred to as second load control.

ここでは、負荷継続期間中に付与される負荷は、一定の負荷の値P2に設定したが、必ずしも一定の負荷でなくともよく、電圧の変動の状況に応じて、負荷継続期間中に多少の増減を伴ってもよい。   Here, the load applied during the load continuation period is set to a constant load value P2. However, the load may not necessarily be a constant load, and depending on the state of voltage fluctuation, It may be accompanied by an increase or decrease.

負荷継続期間の長さは、温度検出手段17によって検出された温度に基づいてその期間の長さが決定される。燃料電池本体1の温度が高いほど負荷継続期間は長く設定され、燃料電池本体1の温度が低いほど負荷継続期間は短く設定される。   The length of the load continuation period is determined based on the temperature detected by the temperature detection means 17. The higher the temperature of the fuel cell body 1, the longer the load duration period is set, and the lower the temperature of the fuel cell body 1, the shorter the load duration period.

ただし、第二の負荷制御の開始後、検出電圧が所定最低電圧を下回った場合は、負荷の付与を停止する。所定最低電圧は、例えば、電圧が目標である開回路電圧に円滑に至る上で、これ以上電圧が下がるのは好ましくないという下限値に設定することができる。また、所定最低電圧は、例えば、異常発生時に対応した電圧に設定することができる。   However, when the detected voltage falls below the predetermined minimum voltage after the start of the second load control, the application of the load is stopped. The predetermined minimum voltage can be set to a lower limit value in which, for example, it is not preferable that the voltage is further lowered when the voltage smoothly reaches the target open circuit voltage. The predetermined minimum voltage can be set to a voltage corresponding to the occurrence of an abnormality, for example.

上記の制御の例において、第一の負荷制御の場面で、燃料ガスである水素ガスの供給量を減少させる制御を併せて行ってもよい。ここで、燃料ガス供給制御手段32は、起動時には燃料ガスの供給の指示値を目標供給量aに設定し、第一の負荷制御において、検出電圧が所定判定電圧bを超えた場合又は超える見込みである場合は、燃料ガスの供給の指示値を目標供給量aよりも小さい第一の指示値d(後述の図3の制御の例参照)に設定する。この燃料ガスの供給の抑制に伴い、負荷の付与との相乗効果により、検出電圧は速やかに減少するか、一定に維持されるか、あるいは、その上昇度合いが速やかに抑制される。   In the above control example, in the first load control scene, the control for reducing the supply amount of the hydrogen gas as the fuel gas may be performed together. Here, the fuel gas supply control means 32 sets the instruction value of fuel gas supply to the target supply amount a at the time of start-up, and the detection voltage exceeds or is expected to exceed the predetermined determination voltage b in the first load control. In this case, the fuel gas supply instruction value is set to a first instruction value d (see the control example in FIG. 3 described later) that is smaller than the target supply amount a. Along with the suppression of the supply of fuel gas, the detection voltage is quickly decreased, maintained constant, or the increase degree is quickly suppressed by a synergistic effect with the load application.

また、上記の制御の例において、第二の負荷制御の場面で、燃料ガスである水素ガスの供給量を増加させる制御を併せて行ってもよい。ここで、燃料ガス供給制御手段32は、燃料ガスの供給の指示値を目標供給量aよりも多い第二の指示値e(後述の図3の制御の例参照)に設定する。この指示値の増加に伴い、負荷の付与との相乗効果により、検出電圧は、目標値である開回路電圧に速やかに安定する。   Further, in the above control example, in the second load control scene, the control for increasing the supply amount of the hydrogen gas as the fuel gas may be performed together. Here, the fuel gas supply control means 32 sets the instruction value for fuel gas supply to a second instruction value e (see the control example in FIG. 3 described later), which is larger than the target supply amount a. As the instruction value increases, the detection voltage quickly stabilizes at the open circuit voltage that is the target value due to a synergistic effect with the application of the load.

(図3の制御の例)
つぎに、図3に示す制御の例を説明する。同じく、燃料電池を起動させ、燃料電池本体1に燃料ガス、酸化剤ガスを供給する。燃料電池本体1に生じる電圧は、図中上段のグラフに示すように、徐々に上昇していく。
(Example of control in FIG. 3)
Next, an example of the control shown in FIG. 3 will be described. Similarly, the fuel cell is started and fuel gas and oxidant gas are supplied to the fuel cell main body 1. The voltage generated in the fuel cell body 1 gradually increases as shown in the upper graph in the figure.

負荷制御手段31は、電圧検出手段14によって検出される検出電圧が、所定判定電圧bを超えた場合、又は、超える見込みである場合に負荷を付与する。図3の中段に示すグラフが、付与する負荷の推移である。この負荷の付与に伴い、検出電圧は減少するか、一定に維持されるか、あるいは、その上昇度合いが抑制される。   The load control unit 31 applies a load when the detection voltage detected by the voltage detection unit 14 exceeds or is expected to exceed the predetermined determination voltage b. The graph shown in the middle part of FIG. 3 is the transition of the applied load. As the load is applied, the detection voltage decreases, is kept constant, or the increase degree is suppressed.

ここでは、負荷の付与を、検出電圧が所定判定電圧bを超えるのと同時に開始しているが、負荷の付与は、検出電圧が所定判定電圧bを超えた後、一定時間経過後のタイミングで開始してもよい点は、前述の制御の例と同様である。   Here, the application of the load is started at the same time when the detected voltage exceeds the predetermined determination voltage b, but the application of the load is performed at a timing after a certain time has elapsed after the detection voltage exceeds the predetermined determination voltage b. The points that may be started are the same as in the control example described above.

さらにこの制御の例では、上述の負荷の制御に加え、水素供給量の指示値を、図中下段に示すように、起動時には燃料ガスの供給の指示値を目標供給量aに設定し、検出電圧が所定判定電圧を超えた場合又は超える見込みである場合は、燃料ガスの供給の指示値を目標供給量aよりも小さい第一の指示値dに設定している。第一の制御では、この負荷の制御と燃料ガスの供給量の制御を行う。ここでは、検出電圧が所定判定電圧bで一定に維持されるように、付与する負荷を、ピーク値である最大負荷P1を境に徐々に減少させている。また、燃料ガスの供給量は、指示値の変更に伴って、多少のタイムラグをもってその指示値に近づいていく。この燃料ガスの供給の抑制に伴い、負荷の付与との相乗効果により、検出電圧は速やかに減少するか、一定に維持されるか、あるいは、その上昇度合いが速やかに抑制される。   Further, in this control example, in addition to the above-described load control, the instruction value for the hydrogen supply amount is set to the target supply amount a at the time of start-up, as shown in the lower part of the figure, and detected. When the voltage exceeds or is expected to exceed the predetermined determination voltage, the fuel gas supply instruction value is set to the first instruction value d smaller than the target supply amount a. In the first control, the load is controlled and the supply amount of the fuel gas is controlled. Here, the applied load is gradually decreased with the maximum load P1 being the peak value as a boundary so that the detection voltage is kept constant at the predetermined determination voltage b. Further, the supply amount of the fuel gas approaches the instruction value with a slight time lag as the instruction value is changed. Along with the suppression of the supply of fuel gas, the detection voltage is quickly decreased, maintained constant, or the increase degree is quickly suppressed by a synergistic effect with the load application.

負荷及び燃料ガスの供給量の制御により検出電圧は所定判定電圧bに維持され、その後、検出電圧が所定判定電圧bを下回った際は、負荷をゼロとする。燃料ガスの供給の第一の指示値dも、その設定が解除される。この負荷の付与の停止、第一の指示値dの解除までが第一の制御である。図3の上段に示すグラフにおいて、一点鎖線は負荷制御と燃料ガスの供給量制御をともに行わない場合に想定される電圧の推移である。破線は、負荷制御は行わず、燃料ガスの供給量制御のみを行った場合に想定される電圧の推移である。   The detection voltage is maintained at the predetermined determination voltage b by controlling the load and the supply amount of the fuel gas, and then the load is set to zero when the detection voltage falls below the predetermined determination voltage b. The setting of the first instruction value d for the fuel gas supply is also released. The first control is until the stop of the load application and the release of the first instruction value d. In the graph shown in the upper part of FIG. 3, the alternate long and short dash line indicates the transition of voltage assumed when neither load control nor fuel gas supply amount control is performed. A broken line is a transition of a voltage assumed when only load control of fuel gas is performed without performing load control.

負荷の付与を停止させて第一の制御を終了した後、第二の制御を行う。第二の制御では、燃料ガス供給制御手段32は、燃料ガスの供給の指示値を目標供給量aよりも多い第二の指示値eに設定する。第二の指示値eは、燃料電池本体1の温度、外気温度、外気湿度等に基づいて、これらの各数値のいずれかが高いほど小さく設定することができる。この目標供給量aよりも多い第二の指示値eの設定に伴い、検出電圧は徐々に上昇していく。しかし、そのままでは、図3の上段の細線(再負荷制御なしのライン参照)のように、電圧は、目標値である開回路電圧を上回る挙動を示してしまうことがある。   After stopping the application of the load and ending the first control, the second control is performed. In the second control, the fuel gas supply control means 32 sets the fuel gas supply instruction value to a second instruction value e that is larger than the target supply amount a. The second instruction value e can be set smaller as any of these numerical values is higher based on the temperature of the fuel cell main body 1, the outside air temperature, the outside air humidity, and the like. The detected voltage gradually increases with the setting of the second instruction value e that is larger than the target supply amount a. However, as it is, the voltage may behave more than the open circuit voltage, which is the target value, as in the upper thin line in FIG. 3 (see the line without reload control).

そこで、第二の制御では、電圧の上昇とともに再負荷制御(再度の負荷制御)を行っている。再負荷制御では、第一の制御における最大負荷P1よりも相対的に低い負荷の値であるP3の値を最大として、電圧が目標値である開回路電圧に近づくように、負荷を増減する制御が行われる。再負荷制御は、検出電圧が所定判定電圧bを超えた場合又は超える見込みである場合に行うように設定してもよいし、検出電圧が所定判定電圧bに至らない場合であって、電圧の早期安定を目的として設定してもよい。電圧が開回路電圧に安定すれば、再負荷制御を終了する。   Therefore, in the second control, reload control (reload control) is performed as the voltage increases. In the reload control, the value of P3, which is a load value relatively lower than the maximum load P1 in the first control, is maximized, and the load is increased or decreased so that the voltage approaches the target open circuit voltage. Is done. The reload control may be set to be performed when the detected voltage exceeds or is expected to exceed the predetermined determination voltage b, or when the detected voltage does not reach the predetermined determination voltage b. It may be set for the purpose of early stability. When the voltage stabilizes to the open circuit voltage, the reload control is terminated.

この再負荷制御において付与する負荷は、検出電圧の単位時間当たりの上昇量を所定上昇量以下にするように設定することができる。すなわち、電圧が、急激に上昇するのを防ぐために、単位時間当たりの上昇量に、所定上昇量という上限を設定している。   The load applied in this reload control can be set so that the amount of increase in the detected voltage per unit time is less than or equal to the predetermined amount of increase. That is, in order to prevent the voltage from rising rapidly, an upper limit of a predetermined increase amount is set for the increase amount per unit time.

ただし、第二の制御の開始後、検出電圧が所定最低電圧を下回った場合は、負荷の付与を停止する点は、前述の制御の例と同様である。   However, when the detected voltage falls below the predetermined minimum voltage after the start of the second control, the point of stopping the load application is the same as in the above-described control example.

この図3の制御の例において、第一の制御、第二の制御における負荷の制御を省略して、燃料ガスである水素ガスの供給量の指示値を、目標供給量a、第一の指示値d、第二の指示値eと増減させる制御のみで、電圧の早期安定に対応してもよい。   In the control example of FIG. 3, the load control in the first control and the second control is omitted, and the indication value of the supply amount of the hydrogen gas as the fuel gas is set to the target supply amount a and the first indication. It may be possible to cope with the early stabilization of the voltage only by control to increase or decrease the value d and the second instruction value e.

(図4の制御の例)
つぎに、図4に示す制御の例を説明する。この図4の制御の例は、図3の制御の例に加えて、第一の制御が終了した後の第二の制御において、前述の負荷継続期間を設定したものである。以下、図3の制御の例との差異点を中心に説明する。
(Example of control in FIG. 4)
Next, an example of the control shown in FIG. 4 will be described. The example of the control in FIG. 4 is obtained by setting the aforementioned load duration in the second control after the end of the first control in addition to the example of the control in FIG. Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the control example of FIG.

第一の制御において、検出電圧が降下して所定移行電圧cに達した後は、第二の制御において、負荷の減少を一旦停止して第一の制御における最大負荷P1よりも低い負荷である負荷P2を、負荷継続期間として継続して付与している。ここでは、負荷継続期間中に付与される負荷は、一定の負荷の値P2に設定したが、必ずしも一定の負荷でなくともよく、電圧の変動の状況に応じて、負荷継続期間中に多少の増減を伴ってもよい。負荷継続期間の設定により、検出電圧の再上昇を抑制する。   In the first control, after the detected voltage drops and reaches the predetermined transition voltage c, in the second control, the load reduction is temporarily stopped and the load is lower than the maximum load P1 in the first control. The load P2 is continuously applied as the load continuation period. Here, the load applied during the load continuation period is set to a constant load value P2. However, the load may not necessarily be a constant load, and depending on the state of voltage fluctuation, It may be accompanied by an increase or decrease. The rise of the detection voltage is suppressed by setting the load duration.

ただし、前述の図3の制御の例のように、第一の制御で検出電圧が降下して所定移行電圧cに達した後、第二の制御では、負荷継続期間を設定せずに負荷をゼロにする無負荷期間を設定するのが好ましい場合もある。この第二の制御では、燃料ガスの供給の指示値を第二の指示値eまで増加させているが、その前段で燃料ガスの供給を減少させており、実際に燃料ガスの供給が増大するまでにはタイムラグがあるので、そのタイムラグの間に電圧が下がってしまうことを抑制するためである。アノード2への燃料ガスの供給は、圧力を減少させるのは比較的応答性が速いが、圧力を増加させるのは応答性が遅いからである。また、燃料ガスの供給量を増減させると、燃料電池本体1に生じる電圧に変動を生じる場合があるので、そのような意図しない変動にも対応して、電圧が下がり過ぎないように負荷をゼロに設定している。   However, as in the control example of FIG. 3 described above, after the detection voltage drops and reaches the predetermined transition voltage c in the first control, in the second control, the load is not set without setting the load duration. It may be preferable to set a no-load period to zero. In the second control, the fuel gas supply instruction value is increased to the second instruction value e, but the fuel gas supply is decreased in the preceding stage, and the fuel gas supply actually increases. Since there is a time lag until this time, it is for suppressing that a voltage falls during the time lag. The supply of the fuel gas to the anode 2 is relatively quick in reducing the pressure, but is slow in increasing the pressure. Further, if the supply amount of fuel gas is increased or decreased, the voltage generated in the fuel cell body 1 may fluctuate. Therefore, the load is reduced to zero so that the voltage does not decrease excessively in response to such unintended fluctuation. Is set.

ここでは、負荷の減少を一旦停止する際の所定移行電圧cとして、所定判定電圧bと同じ電圧の値を採用してもよいし、所定移行電圧cとして所定判定電圧bよりも若干大きい値、あるいは、所定判定電圧bよりも若干小さい値としてもよい。   Here, the value of the same voltage as the predetermined determination voltage b may be adopted as the predetermined transition voltage c when the load decrease is temporarily stopped, or a value slightly larger than the predetermined determination voltage b as the predetermined transition voltage c. Alternatively, it may be a value slightly smaller than the predetermined determination voltage b.

1 燃料電池本体(セル)
2 燃料極(アノード)
3 空気極(カソード)
4,5 セパレータ
6 電解質
7 水素タンク
8 水素圧力調整弁
9 エゼクタ
10 パージ弁
11 コンプレッサ
12 空気圧力調整弁
13 負荷装置
14 電圧センサ(電圧検出手段)
15 電圧計
16 電流計
17 温度検出手段
21,22 アノード側配管
23,24 カソード側配管
30 コントローラ(制御ユニット)
31 負荷制御手段
32 燃料ガス供給制御手段
33 酸化剤ガス供給制御手段
1 Fuel cell body (cell)
2 Fuel electrode (anode)
3 Air electrode (cathode)
4,5 Separator 6 Electrolyte 7 Hydrogen tank 8 Hydrogen pressure adjustment valve 9 Ejector 10 Purge valve 11 Compressor 12 Air pressure adjustment valve 13 Load device 14 Voltage sensor (voltage detection means)
15 Voltmeter 16 Ammeter 17 Temperature detection means 21, 22 Anode side piping 23, 24 Cathode side piping 30 Controller (control unit)
31 Load control means 32 Fuel gas supply control means 33 Oxidant gas supply control means

Claims (8)

電解質を挟んで一方側にアノードを他方側にカソードを備えた燃料電池本体と、
アノードに燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、
カソードに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、
前記燃料ガスと酸化剤ガスとの反応により前記燃料電池本体に生じた電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段によって検出される検出電圧に基づいて前記燃料電池本体に供給される燃料ガスを調整する燃料ガス供給制御手段と、
を備え、
前記燃料ガス供給制御手段は、起動時には燃料ガスの供給の指示値を目標供給量に設定し、前記検出電圧が所定判定電圧を超えた場合又は超える見込みである場合は、燃料ガスの供給の指示値を目標供給量よりも小さい第一の指示値に設定する第一の制御を行う
燃料電池の制御装置。
A fuel cell body having an anode on one side and a cathode on the other side with an electrolyte interposed therebetween;
Fuel gas supply means for supplying fuel gas to the anode;
An oxidant gas supply means for supplying an oxidant gas to the cathode;
Voltage detection means for detecting a voltage generated in the fuel cell main body due to a reaction between the fuel gas and an oxidant gas;
Fuel gas supply control means for adjusting the fuel gas supplied to the fuel cell body based on the detection voltage detected by the voltage detection means;
With
The fuel gas supply control means sets a fuel gas supply instruction value to a target supply amount at the time of start-up, and if the detected voltage exceeds or is expected to exceed a predetermined determination voltage, the fuel gas supply instruction means A fuel cell control apparatus that performs a first control to set a value to a first instruction value that is smaller than a target supply amount.
前記燃料ガス供給制御手段は、前記第一の制御により前記検出電圧が降下して所定移行電圧を下回った後は、燃料ガスの供給の指示値を目標供給量よりも多い第二の指示値に設定する第二の制御を行う
請求項1に記載の燃料電池の制御装置。
The fuel gas supply control means sets the fuel gas supply instruction value to a second instruction value larger than the target supply amount after the detection voltage drops by the first control and falls below a predetermined transition voltage. The fuel cell control device according to claim 1, wherein the second control to be set is performed.
負荷の付与により前記燃料電池本体に生じる電圧を抑制する負荷装置と、
前記電圧検出手段によって検出される検出電圧に基づいて前記燃料電池本体に付与される負荷を調整する負荷制御手段と、
を備え、
前記負荷制御手段は、前記第一の制御において、前記検出電圧が所定判定電圧を超えた場合又は超える見込みである場合に負荷を付与する
請求項1又は2に記載の燃料電池の制御装置。
A load device for suppressing a voltage generated in the fuel cell main body by applying a load;
Load control means for adjusting a load applied to the fuel cell main body based on a detection voltage detected by the voltage detection means;
With
3. The fuel cell control device according to claim 1, wherein the load control unit applies a load when the detected voltage exceeds or is expected to exceed a predetermined determination voltage in the first control. 4.
前記第一の制御において、前記検出電圧が降下して所定移行電圧を下回った後は、前記第二の制御において、負荷の減少を一旦停止して前記第一の制御における最大負荷よりも低い負荷を継続して付与する負荷継続期間を設定する
請求項3に記載の燃料電池の制御装置。
In the first control, after the detection voltage drops and falls below a predetermined transition voltage, in the second control, the load decrease is temporarily stopped and the load is lower than the maximum load in the first control. The fuel cell control device according to claim 3, wherein a load continuation period for continuously applying the load is set.
前記第一の制御において、前記検出電圧が降下して所定移行電圧を下回った後は、前記第二の制御において、負荷をゼロにする無負荷期間を設定する
請求項3に記載の燃料電池の制御装置。
4. The fuel cell according to claim 3, wherein in the first control, after the detection voltage drops and falls below a predetermined transition voltage, a no-load period in which the load is zero is set in the second control. 5. Control device.
前記所定移行電圧は、前記所定判定電圧と等しく設定される請求項4又は5に記載の燃料電池の制御装置。   6. The fuel cell control device according to claim 4, wherein the predetermined transition voltage is set equal to the predetermined determination voltage. 前記第二の制御の開始後、前記負荷制御手段は付与する負荷を再び増加させる再度の負荷制御を行う
請求項4〜6の何れか1項に記載の燃料電池の制御装置。
The fuel cell control device according to any one of claims 4 to 6, wherein, after the start of the second control, the load control unit performs load control again to increase the applied load again.
前記再度の負荷制御において付与する負荷は、前記検出電圧の単位時間当たりの上昇量を所定上昇量以下にするように設定される
請求項7に記載の燃料電池の制御装置。
The fuel cell control device according to claim 7, wherein a load applied in the second load control is set so that an increase amount of the detected voltage per unit time is equal to or less than a predetermined increase amount.
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