JP2018163748A - 水素欠セル検出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この形態の水素欠セル検出方法によれば、低効率発電状態として燃料電池を動作させる期間、例えば、始動時の暖機運転の期間において、燃料電池からの掃引電流を、低効率発電状態に対応する電流値から一時的に低減して掃引電流低減状態とすることにより、水素欠セル以外のセルのセル電圧を不安定な電圧ではなく、通常の発電時の電圧に近い安定な電圧とすることができる。これにより、水素欠セルを含むチャネルのセル電圧の平均値を、全セルにおけるセル電圧の平均値に比べて低くすることができる。従って、全セルにおけるセル電圧の平均値に基づいて定められる閾値と比較し、閾値よりも下回るチャネルを、水素欠セルを含むチャネルであると判定することができる。
(a)あるチャネルにおけるセル電圧の平均値Vnが閾値Vth(Vthは正数)を下回ったか否かによって、水素欠セルを含むチャネルか否か判定することができる。すなわち、Vn<Vthならば、そのチャネルは水素欠セルを含むチャネルであると判定し、Vn≧Vthならば、そのチャネルは水素欠セルを含まないチャネルであると判定する。
閾値Vthは、例えば、水素欠セルが含まれるチャネルにおいて計測されるチャネル電圧から求められるセル電圧の平均値のうち、取り得る最大値が用いられる。この最大値は、例えば、計測期間Tmにおける水素ガスおよび空気の供給条件において、全セルにおけるセル電圧の平均値、及び、水素欠セルで発生し得る負電圧の最大値を用いて、1チャネルにおけるセル電圧の平均値を求めることによって設定することができる。なお、1チャネルに含まれる水素欠セルの数は、通常、最大1つと考えて差し支えない。
(b)また、(Vm−Vn)が閾値Vthを超えたか否かによって、水素欠セルを含むチャネルか否か判定することもできる。すなわち、(Vm−Vn)>Vthならば、そのチャネルは水素欠セルを含むチャネルであると判定し、(Vm−Vn)≦Vthならば、そのチャネルは水素欠セルを含まないチャネルであると判定する。
但し、全セルにおけるセル電圧の平均値Vmと各チャネルにおけるセル電圧の平均値Vnとの比較の手段としては、これらに限定されるものではない。要するに、各チャネルにおけるセル電圧の平均値をそれぞれ、全セルにおけるセル電圧の平均値に基づいて定められる閾値と比較し、閾値よりも下回るチャネルを、水素欠セルを含むチャネルであると判定することができれば、どのような手段であってもよい。
20…燃料電池
21…エンドプレート
22…絶縁板
23…集電板
24…セル
30…空気供給排出機構
31…コンプレッサ
32…空気供給流路
33…分流弁
36…調圧弁
38…バイパス流路
39…空気排出流路
40…水素タンク
41…シャットバルブ
50…水素供給排出機構
51…レギュレータ
54…インジェクタ
55…水素ポンプ
56…気液分離部
57…排水シャットバルブ
58…排出流路
60…水素供給流路
70…冷却水循環機構
71…ラジエータ
72…冷却水ポンプ
73…冷却水排出流路
74…冷却水供給流路
80…制御部
82…水素欠検査部
90…DC/DCコンバータ
95…セルモニタ
A1,A2…動作状態
B1,B2…動作状態
Te…低効率発電期間
Tm…計測期間
Tmc…計測周期
Vm…全セルにおけるセル電圧の平均値
Vn…チャネルにおけるセル電圧の平均値
Vn1…n1チャネルにおけるセル電圧の平均値
Vn2…n2チャネルにおけるセル電圧の平均値
Vn3…n3チャネルにおけるセル電圧の平均値
Vn4…n4チャネルにおけるセル電圧の平均値
Vn5…n5チャネルにおけるセル電圧の平均値
Vn6…n6チャネルにおけるセル電圧の平均値
Vth…閾値
Claims (1)
- 燃料電池を含む燃料電池システムにおいて、要求される発電量に基づく理論上の空気量に対する供給される空気量を示すストイキ比を、通常発電時に比べて低下させて発電を行なう低効率発電状態として前記燃料電池を動作させる期間において、供給される水素が欠乏した状態の水素欠セルの有無を検出する水素欠セル検出方法であって、
前記低効率発電状態における前記燃料電池からの掃引電流を、前記低効率発電状態に対応する電流値から一時的に低減して掃引電流低減状態とする工程と、
前記掃引電流低減状態において、複数のセルを1組としたチャネル単位で各チャネルにおけるセル電圧の平均値を求めるとともに、全セルにおけるセル電圧の平均値を求める工程と、
前記各チャネルにおけるセル電圧の平均値を、前記全セルにおけるセル電圧の平均値に基づいて定められる閾値と比較し、前記閾値よりも下回るチャネルを、前記水素欠セルを含むチャネルであると判定する工程と、
を備える、水素欠セル検出方法。
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