JP2019087357A - Fuel cell system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system.
従来から、例えば特許文献1に記載の燃料電池システムのように、燃料電池への発電要求が無い場合に、燃料電池に供給する反応ガスとしての空気と水素との流量を減少させることがある。 Conventionally, as in the fuel cell system described in Patent Document 1, for example, when there is no demand for power generation to the fuel cell, the flow rates of air and hydrogen as reaction gases supplied to the fuel cell may be reduced.
コンプレッサを停止させて空気の流量を減少させると、カソードが大気開放され、カソードの圧力が大気圧程度まで低下することがある。他方、アノードの圧力は、水素タンクと接続された循環系であるため保持されることが望ましい。このため、アノードとカソードとの間の圧力差が大きくなり、かかる圧力差により、アノードの水素は、電解質膜を透過してカソードへと移動し、大気中へと排出されることが起こり得る。このような、いわゆるクロスオーバーにより排出される余剰水素は、燃料電池の発電に寄与しないため燃費を悪化させるおそれがあった。それゆえ、クロスオーバーにより排出される余剰水素による燃費の悪化を抑制できる技術が求められていた。 When the compressor is stopped to reduce the air flow rate, the cathode may be opened to the atmosphere, and the pressure of the cathode may be reduced to about atmospheric pressure. On the other hand, the pressure of the anode is desirably maintained because it is a circulating system connected to the hydrogen tank. For this reason, the pressure difference between the anode and the cathode increases, and the pressure difference may cause the hydrogen of the anode to permeate the electrolyte membrane, move to the cathode, and be discharged to the atmosphere. Such excess hydrogen discharged due to so-called crossover does not contribute to the power generation of the fuel cell, and there is a possibility that the fuel efficiency will be deteriorated. Therefore, there is a need for a technology that can suppress the deterioration of fuel efficiency due to the excess hydrogen emitted by the crossover.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-mentioned problems, and can be realized as the following modes.
本発明の一形態によれば、燃料電池システムが提供される。この燃料電池システムは、水素ガスが供給されるアノードと空気が供給されるカソードとを有する燃料電池と;前記アノードの圧力を検出する圧力センサと;前記空気を前記カソードへと送るコンプレッサと;前記カソードの圧力を調整する弁と;二次電池と;制御部であって;前記燃料電池の発電を停止させる際、前記圧力センサにより検出された前記アノードの圧力と前記コンプレッサを停止させた後の前記カソードの圧力との差が、予め定められた値以上である場合に;前記弁を閉じ;検出された前記アノードの圧力に基づいて、前記アノードから前記カソードへと透過する余剰水素の量を算出し;前記余剰水素を発電により消費させる指令電流値を求め;前記指令電流値に基づいて前記燃料電池から電力を出力させ;出力された前記電力を前記二次電池に蓄電させる制御部と;を備える。この形態の燃料電池システムによれば、余剰水素を発電により消費させる指令電流値に基づいて燃料電池から電力を出力し、出力された電力を二次電池に蓄電させるので、余剰水素を発電に利用でき、クロスオーバーにより排出される余剰水素による燃費の悪化を抑制できる。 According to one aspect of the present invention, a fuel cell system is provided. The fuel cell system comprises: a fuel cell having an anode supplied with hydrogen gas and a cathode supplied with air; a pressure sensor for detecting the pressure of the anode; a compressor for transmitting the air to the cathode; A valve for adjusting the pressure of the cathode; a secondary battery; a control unit; and after stopping the pressure of the anode detected by the pressure sensor and the compressor when stopping the power generation of the fuel cell When the difference between the pressure of the cathode and the pressure is equal to or greater than a predetermined value; closing the valve; and based on the pressure of the anode detected, the amount of excess hydrogen transmitted from the anode to the cathode Calculating; determining a command current value for consuming the surplus hydrogen by power generation; causing the fuel cell to output power based on the command current value; It comprises; a control unit for storing electric power to the secondary battery. According to the fuel cell system of this aspect, since the fuel cell outputs electric power based on the command current value that causes the surplus hydrogen to be consumed by power generation, and the output electric power is stored in the secondary battery, the surplus hydrogen is used for power generation. It is possible to suppress the deterioration of the fuel efficiency due to the excess hydrogen emitted by the crossover.
本発明は、燃料電池システム以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、燃料電池システムの制御方法、燃料電池システムを備える車両などの形態で実現することができる。 The present invention can also be realized in various forms other than the fuel cell system. For example, the present invention can be realized in the form of a control method of a fuel cell system, a vehicle including a fuel cell system, and the like.
A.実施形態:
A−1.燃料電池システムの構成:
図1は、本発明の一実施形態としての燃料電池システムの概略構成を示す説明図である。燃料電池システム10は、図示しない燃料電池車両に搭載され、車両の駆動モータを含む負荷100に対して電力を供給する。
A. Embodiment:
A-1. Fuel cell system configuration:
FIG. 1 is an explanatory view showing a schematic configuration of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.
燃料電池システム10は、燃料電池20と、カソードガス給排系30と、アノードガス給排系50と、DC/DCコンバータ70と、二次電池80と、制御部90とを備える。なお、燃料電池システム10は、燃料電池20の温度を所定範囲に保つために、燃料電池20を冷却する図示しない冷媒循環系をさらに備えていてもよい。
The
燃料電池20は、いわゆる固体高分子型燃料電池により構成され、アノードガスおよびカソードガスの供給を受けて発電する。燃料電池20は、複数の単セル21が積層されたスタック構造を有する。各単セル21は、図示しない電解質膜の両面に電極を配置した図示しない膜電極接合体と、膜電極接合体を挟持する図示しない1組のセパレータとを有する。燃料電池20を構成する各単セル21には、電解質膜を介して、アノードガスが供給されるアノード22と、カソードガスが供給されるカソード23とが形成されている。なお、図1では、アノード22およびカソード23を概念図として示している。
The
カソードガス給排系30は、カソードガスとしての空気を燃料電池20に供給し、排出する。カソードガス給排系30は、カソードガス供給路31と、エアフローメータ32と、コンプレッサ33と、カソード圧力センサ34と、入口弁35と、バイパス流路41と、バイパス弁42と、カソードガス排出路45と、カソード調圧弁46とを有する。
The cathode gas supply /
カソードガス供給路31は、燃料電池20へと供給される空気の流路を構成している。エアフローメータ32は、カソードガス供給路31に取り込まれた空気の流量を検出する。コンプレッサ33は、空気を圧縮して燃料電池20へと圧送する。カソード圧力センサ34は、カソードガス供給路31においてコンプレッサ33よりも燃料電池20側に配置され、燃料電池20に供給される空気の圧力を検出する。入口弁35は、コンプレッサ33と燃料電池20との間であってバイパス流路41との接続部位よりも燃料電池20側に配置され、供給される空気の流れに応じて開閉する。入口弁35は、通常閉じており、コンプレッサ33から所定の圧力を有する空気が供給されたときに開く。
The cathode
バイパス流路41は、カソードガス供給路31とカソードガス排出路45とを連通する。バイパス弁42は、バイパス流路41に配置され、制御部90からの指示に応じてバイパス流路41を流れる空気の流量を調整する。カソードガス排出路45は、燃料電池20から排出されたカソード排ガスを燃料電池システム10の外部へと排出する。カソード調圧弁46は、カソードガス排出路45に配置され、制御部90からの指示に応じてカソード23の圧力を調整する。
The
アノードガス給排系50は、アノードガスとしての水素を燃料電池20に供給し、排出する。アノードガス給排系50は、水素タンク51と、アノードガス供給路52と、タンク圧力センサ53と、主止弁54と、アノード調圧弁55と、インジェクタ56と、アノード圧力センサ57と、アノードガス排出路61と、気液分離器62と、循環配管63と、水素ポンプ64と、排気排水弁65とを備える。
The anode gas supply and
水素タンク51は、高圧の水素を貯蔵している。アノードガス供給路52は、水素タンク51から燃料電池20へと供給される水素の流路を構成している。タンク圧力センサ53は、水素タンク51の圧力を検出する。主止弁54、アノード調圧弁55、インジェクタ56、およびアノード圧力センサ57は、アノードガス供給路52において、水素タンク51に近い側からこの順序で配置されており、制御部90によって駆動される。主止弁54は、水素タンク51からの水素の供給をオンオフする。アノード調圧弁55は、燃料電池20に供給する水素の圧力を調整する。インジェクタ56は、電磁駆動式の開閉弁により構成され、制御部90によって設定された駆動周期や開弁時間に応じて駆動し、水素を噴射する。アノード圧力センサ57は、アノードガス供給路52において循環配管63との接続部位よりも燃料電池20の近くに配置され、アノード22の圧力を検出する。
The
アノードガス排出路61は、燃料電池20と気液分離器62とを接続している。気液分離器62は、燃料電池20から排出された液水混じりのアノード排ガスから液水を分離する。循環配管63は、気液分離器62とアノードガス供給路52のインジェクタ56よりも燃料電池20側とを接続している。水素ポンプ64は、循環配管63に配置され、電気化学反応に用いられなかった水素ガスを含むアノード排ガスをアノードガス供給路52に循環させる。排気排水弁65は、通常閉じており、制御部90からの指示に応じて開弁する。これにより、気液分離器62によって分離された液水と不純物ガスとが、燃料電池システム10の外部へと排出される。
The anode
DC/DCコンバータ70は、燃料電池20と、二次電池80および負荷100との間に配置されている。DC/DCコンバータ70は、燃料電池20の出力電圧を所望の電圧に変換する。
The DC /
二次電池80は、充放電可能なバッテリであり、リチウムイオン電池で構成されている。なお、リチウムイオン電池に代えて、ニッケル水素電池等の他の任意の二次電池により構成されてもよい。二次電池80は、燃料電池20とともに燃料電池システム10の電力源として機能するとともに、燃料電池20により発電された電力を蓄電する。
The
負荷100は、燃料電池車両の駆動モータの他、コンプレッサ33や水素ポンプ64等の補機、および、燃料電池車両が備える空調設備(エアコン)等の車両補機を含んでいてもよい。負荷100は、図示しないインバータを介して、燃料電池20若しくは二次電池80から、または、燃料電池20および二次電池80の双方から同時に、電力が供給される。
The
制御部90は、中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)と主記憶装置とを備えるマイクロコンピュータであり、電子制御ユニットとして構成されている。制御部90には、カソード圧力センサ34、タンク圧力センサ53、アノード圧力センサ57等の各種センサに加えて、燃料電池車両の図示しないアクセル開度センサや車速センサ等のセンサ群から検出信号が入力される。また、制御部90は、入口弁35、バイパス弁42、カソード調圧弁46、主止弁54、アノード調圧弁55、インジェクタ56、および排気排水弁65等の各種弁や、コンプレッサ33および水素ポンプ64を含む補機等の、燃料電池20の発電に関わる各部に駆動信号を出力する。制御部90は、主記憶装置に記憶された制御プログラムを実行することにより、燃料電池システム10の発電の制御を行なう。
The
制御部90は、燃料電池システム10の運転モードを、通常運転モードや非発電運転モード等に切り替える。通常運転モードとは、燃料電池システム10が発電要求を受け、要求電力に応じて燃料電池20を発電させて電力を出力するモードである。発電要求には、燃料電池システム10が搭載される車両の運転(例えば、アクセルペダルの踏み込みや空調設備のオンなど)に伴う外的発電要求と、燃料電池システム10の補機類の駆動に伴う内的発電要求とが含まれる。非発電運転モードとは、燃料電池システム10への要求電力が予め定められた値以下であり、燃料電池20への電力の出力要求が無いモードである。
The
制御部90は、例えば、燃料電池システム10が搭載される車両の停止時や低速走行時等の低負荷運転時に、燃料電池システム10の運転モードを通常運転モードから非発電運転モードへと切り替えて、燃料電池20の発電を停止させる。非発電運転モードでは、燃料電池20に供給する空気と水素との量を減少させる。より具体的には、コンプレッサ33を停止させて燃料電池20への空気の圧送を止めるとともに、アノード調圧弁55を閉じ、インジェクタ56および水素ポンプ64を停止させて燃料電池20への水素の供給を止める。
The
非発電運転モードでは、アノード22の目標圧力を、通常運転モードにおけるアノード22の圧力よりも低く大気圧よりも高い圧力に設定する。制御部90は、アノード22の圧力を目標圧力となるように制御する。具体的には、例えば、アノード22の圧力を120kPaとなるように制御する。なお、目標圧力を保持するために、非発電運転モードにおいて、インジェクタ56および水素ポンプ64等を適宜駆動させてもよい。
In the non-power generation operation mode, the target pressure of the
非発電運転モードでは、通常の制御としてカソード調圧弁46を開く。非発電運転モードでは、上述のようにコンプレッサ33を停止させているため、カソード調圧弁46を開くとカソード23が大気開放される。これにより、カソード23の圧力は、大気圧である約101.3kPa程度まで低下する。これに対し、アノード22の圧力は、アノード22が水素タンク51と接続された循環系であるため、保持されることが望ましい。したがって、カソード23とアノード22との圧力差により、アノード22の水素は、電解質膜を透過してカソード23へと移動し、大気中へと排出されることが起こり得る。このような、いわゆるクロスオーバーにより排出される水素(以下、「余剰水素」とも呼ぶ)は、燃料電池20の発電に寄与しないため燃費を悪化させるおそれがある。そこで、本実施形態の燃料電池システム10では、燃料電池システム10の運転モードを通常運転モードから非発電運転モードに移行させて燃料電池20の発電を停止させる際に、以下に説明する余剰水素消費制御を実行し、余剰水素を用いた発電により燃料電池20から出力された電力を二次電池80に蓄電することにより、燃費の悪化を抑制する。
In the non-power generation operation mode, the cathode
本実施形態において、「余剰水素」とは、クロスオーバーにより排出される水素を意味し、より具体的には、燃料電池20の発電を停止させる際にアノード圧力センサ57により検出されるアノード22の圧力と、非発電運転モードにおけるアノード22の目標圧力との圧力差に相当する量の水素を意味する。また、本実施形態において、カソード調圧弁46は、課題を解決するための手段における弁の下位概念に相当し、アノード圧力センサ57は、課題を解決するための手段における圧力センサの下位概念に相当する。
In the present embodiment, “excess hydrogen” means hydrogen discharged by crossover, and more specifically, when the power generation of the
A−2.余剰水素消費制御:
図2は、余剰水素消費制御の手順を示すフローチャートである。余剰水素消費制御は、燃料電池搭載車両の図示しないスタータースイッチが押されて燃料電池システム10が起動した後、繰り返し実行される。
A-2. Excess hydrogen consumption control:
FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of surplus hydrogen consumption control. The excess hydrogen consumption control is repeatedly executed after the
制御部90は、燃料電池20への出力要求が有るか否かを検出する(ステップS210)。例えば、アクセル開度センサにより検出されるアクセル開度がゼロ、かつ、車速センサにより検出される車速がゼロ、かつ、二次電池80への蓄電要求が無い場合に出力要求が無いと検出し、それ以外の場合に出力要求が有ると検出する。燃料電池20への出力要求が有ると検出された場合(ステップS210:YES)、制御部90は、燃料電池システム10の運転モードを通常運転モードに設定し(ステップS290)、ステップS210に戻る。
The
他方、燃料電池20への出力要求が無いと検出された場合(ステップS210:NO)、制御部90は、燃料電池システム10の運転モードを非発電運転モードに設定し、コンプレッサ33を停止させる(ステップS215)。コンプレッサ33を停止させるとカソード23への空気の供給がほぼ無くなり、その供給量は、0〜3NL/minとなる。なお、1NL/minとは、基準状態(圧力101.3kPa、温度0℃、湿度0%)の空気が毎分1L流れることを意味する。
On the other hand, when it is detected that there is no output request to the fuel cell 20 (step S210: NO), the
制御部90は、アノード22の圧力とカソード23の圧力との差が、所定値X以上であるか否かを判定する(ステップS220)。本実施形態では、アノード圧力センサ57により検出されたアノード22の圧力と、非発電運転モードにおけるカソード23の圧力、すなわち、大気圧である101.3kPaとを用いて判定を行なう。所定値Xは、非発電運転モードにおけるカソード23の圧力とアノード22の目標圧力(120kPa)とに基づいて予め定められており、本実施形態では約20kPaに設定されている。なお、所定値Xは、制御部90の主記憶装置に予め記憶されている。
The
アノード22の圧力とカソード23の圧力との差が、所定値X以上であると判定された場合(ステップS220:YES)、制御部90は、カソード調圧弁46を閉じる(ステップS225)。
When it is determined that the difference between the pressure of the
カソード調圧弁46が閉じられると、カソード23が大気開放されずにカソード23の空気が確保されるため、かかる空気を余剰水素の消費に用いることができる。制御部90は、カソード調圧弁46を閉じるとき、カソード圧力センサ34により検出されるカソード23の圧力が予め定められた上限値を超えないように監視しながら、カソード調圧弁46を閉じてもよい。かかる上限値は、例えば、カソード23の耐圧に設定されており、制御部90の主記憶装置に予め記憶されている。カソード23の圧力が上限値を超えた場合、制御部90は、ステップS280に進んでカソード調圧弁46を開いてもよい。
When the cathode
制御部90は、アノード22の圧力に基づいて、余剰水素量を算出する(ステップS230)。余剰水素量は、例えば、アノード22の圧力が200kPaであり、非発電運転モードにおけるアノード22の目標圧力が120kPaである場合、かかる圧力差の80kPa分の水素量として、アノード22の体積を乗じることにより算出される。なお、余剰水素量は、アノード22の温度に応じた補正係数をさらに乗じて算出されてもよい。
The
制御部90は、ステップS230で算出された余剰水素量を燃料電池20の発電により消費させる指令電流値を求める(ステップS235)。制御部90は、ステップS235で求められた指令電流値に基づき、燃料電池20から電力を出力させる(ステップS240)。なお、求められた指令電流値と制御部90の主記憶装置に予め記憶されているIV特性MAPとに基づいて、燃料電池20の電圧も制御される。制御部90は、ステップS240で出力された電力を二次電池80に蓄電させ(ステップS245)、ステップS220に戻る。
The
ステップS240において、制御部90は、アノード圧力センサ57により検出されるアノード22の圧力が、非発電運転モードの目標圧力よりも低下しないように監視しながら、燃料電池20から電力を出力させてもよい。アノード22の圧力が目標圧力よりも低下した場合、ステップS280に進んでカソード調圧弁46を開いてもよく、インジェクタ56および水素ポンプ64を駆動させることにより、目標圧力を維持するように制御してもよい。
In step S240, the
余剰水素が発電により消費されて、アノード22の圧力が低下して非発電運転モードにおける目標圧力となると、アノード22の圧力とカソード23の圧力との差は、所定値X以上ではなくなる。アノード22の圧力とカソード23の圧力との差が、所定値X以上でないと判定された場合(ステップS220:NO)、制御部90は、カソード調圧弁46を開き(ステップS280)、ステップS210に戻る。
When the excess hydrogen is consumed by power generation and the pressure of the
図3は、制御の一例を示すタイムチャートである。縦軸は、発電要求の有無、アノード圧力制御、電流制御、空気流量制御、カソード圧力制御、およびカソード調圧弁制御をそれぞれ示し、横軸は、時間を示している。時間t0からt3までの間および時間t6以降は、燃料電池20への発電要求が有り、通常運転モードの制御が行なわれる。時間t3から時間t6までの間は、燃料電池20への発電要求が無く、非発電運転モードの制御が行なわれる。
FIG. 3 is a time chart showing an example of control. The vertical axis indicates the presence or absence of power generation request, anode pressure control, current control, air flow control, cathode pressure control, and cathode pressure regulating valve control, and the horizontal axis indicates time. From time t0 to t3 and after time t6, there is a power generation request to the
制御部90は、通常運転モードでの制御時には、出力要求に応じて、アノード22の圧力、電流、カソード23の空気流量、カソード23の圧力、およびカソード調圧弁46の制御を行なう。例えば、時間t1から時間t2までの間と時間t7以降とでは、時間t0から時間t1までの間と、時間t2から時間t3までの間と、時間t6から時間t7までの間とに比較して出力要求が低下しているため、アノード22の圧力を200kPaから190kPaへと低下させる制御を行なうとともに、指令電流値等を低下させている。
During control in the normal operation mode, the
時間t3において燃料電池20への発電要求が無くなると、アノード22の圧力を、非発電運転モードにおける目標圧力である120kPaへと設定して制御する。図3では、アノード圧力センサ57により検出される実際のアノード22の圧力を破線で示し、余剰水素をハッチングで示している。本実施形態では、図2のステップS230において、かかる余剰水素の量を算出する。
When the power generation request to the
制御部90は、図2のステップS235で算出された指令電流値に基づき、電流制御を行なう。図3の例では、時間t3から時間t4までの間を第1指令電流値で制御し、時間t4から時間t5までの間を第2指令電流値で制御している。このように、アノード圧力センサ57により検出される実際のアノード22の圧力を所定のタイミングでモニタし、かかる実水素圧力に応じて指令電流値を都度算出しながら電流制御を行なってもよい。
The
制御部90は、時刻t3においてコンプレッサ33を停止させることにより、カソード23に供給される空気の流量を0〜3NL/minに制御する。図3では、エアフローメータ32により検出される実空気流量を破線で示している。実空気流量は、コンプレッサ33の停止によって徐々に低下する。なお、図示を省略しているが、カソード圧力センサ34により検出される実際のカソード23の圧力も、時間t3から時間t5までの間に発電に伴って徐々に低下する。
The
非発電運転モードでは、通常の制御としてコンプレッサ33を停止させるとともにカソード調圧弁46を開くことにより、カソード23を大気開放し、カソード23の圧力を大気圧と等しくなるように制御する。しかしながら、本実施形態では、通常運転モードから非発電運転モードへと移行する際に、時間t3から時間t5までの間、余剰水素消費制御のためにカソード調圧弁46を過渡的に閉じることにより、カソード23を大気開放せずにカソード23の空気を確保する。制御部90は、図2のステップS240において、余剰水素と確保されたカソード23の空気とを用いて発電を行なわせる。制御部90は、時間t5において余剰水素が発電により消費されてアノード22の圧力が非発電運転モードの目標圧力となると(ステップS230:NO)、カソード調圧弁46を開く(ステップS280)。
In the non-power generation operation mode, as the normal control, the
以上説明した本実施形態の燃料電池システム10によれば、アノード22の圧力に基づいて余剰水素の量を算出し、余剰水素を発電により消費させる指令電流値を求め、カソード調圧弁46を閉じて指令電流値に基づいて燃料電池20から電力を出力し、出力された電力を二次電池80に蓄電させるので、余剰水素を発電に利用でき、クロスオーバーにより排出される余剰水素による燃費の悪化を抑制できる。
According to the
また、カソード調圧弁46を過渡的に閉じるので、余剰水素の発電に用いるためのカソード23の空気を確保できる。このため、アノード22の余剰水素の量に対してカソード23の空気の量が不足することを抑制でき、コンプレッサ33を停止させた状態においても余剰水素を発電により消費できる。
Further, since the cathode
また、アノード22の圧力とカソード23の圧力との差が所定値X以上であると判定された場合に余剰水素を発電により消費させるので、過剰な発電によりアノード22の圧力が目標圧力よりも低下することを抑制でき、非発電運転モードにおけるアノード22の圧力を適正値に保持できる。
In addition, since excess hydrogen is consumed by power generation when it is determined that the difference between the pressure of the
C.他の実施形態:
C−1.他の実施形態1:
上記実施形態における余剰水素消費制御では、ステップS220において、非発電運転モードにおけるカソード23の圧力、すなわち、大気圧である101.3kPaを用いて判定を行なっていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、非発電運転モードにおけるカソード23の目標圧力を定め、大気圧に代えて、かかるカソード23の目標圧力を用いて判定を行なってもよい。かかる構成によっても、上記実施形態と同様な効果を奏する。
C. Other embodiments:
C-1. Other embodiment 1:
In the excess hydrogen consumption control in the above embodiment, the determination is performed using the pressure of the
C−2.他の実施形態2:
上記実施形態において、燃料電池システム10は、燃料電池車両に搭載されて用いられていたが、車両に代えて船舶やロボット等の他の任意の移動体に搭載されてもよく、定置型燃料電池として用いられてもよい。
C-2. Other embodiment 2:
In the above embodiment, the
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行なうことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be realized in various configurations without departing from the scope of the invention. For example, the technical features in the embodiments corresponding to the technical features in each of the modes described in the section of the summary of the invention can be used to solve some or all of the problems described above, or one of the effects described above. Replacements and combinations can be made as appropriate to achieve part or all. Also, if the technical features are not described as essential in the present specification, they can be deleted as appropriate.
10…燃料電池システム
20…燃料電池
21…単セル
22…アノード
23…カソード
30…カソードガス給排系
31…カソードガス供給路
32…エアフローメータ
33…コンプレッサ
34…カソード圧力センサ
35…入口弁
41…バイパス流路
42…バイパス弁
45…カソードガス排出路
46…カソード調圧弁
50…アノードガス給排系
51…水素タンク
52…アノードガス供給路
53…タンク圧力センサ
54…主止弁
55…アノード調圧弁
56…インジェクタ
57…アノード圧力センサ
61…アノードガス排出路
62…気液分離器
63…循環配管
64…水素ポンプ
65…排気排水弁
70…DC/DCコンバータ
80…二次電池
90…制御部
100…負荷
X…所定値
DESCRIPTION OF
Claims (1)
水素ガスが供給されるアノードと空気が供給されるカソードとを有する燃料電池と、
前記アノードの圧力を検出する圧力センサと、
前記空気を前記カソードへと送るコンプレッサと、
前記カソードの圧力を調整する弁と、
二次電池と、
制御部であって、
前記燃料電池の発電を停止させる際、前記圧力センサにより検出された前記アノードの圧力と前記コンプレッサを停止させた後の前記カソードの圧力との差が、予め定められた値以上である場合に、
前記弁を閉じ、
検出された前記アノードの圧力に基づいて、前記アノードから前記カソードへと透過する余剰水素の量を算出し、
前記余剰水素を発電により消費させる指令電流値を求め、
前記指令電流値に基づいて前記燃料電池から電力を出力させ、
出力された前記電力を前記二次電池に蓄電させる制御部と、
を備える、燃料電池システム。 A fuel cell system,
A fuel cell having an anode supplied with hydrogen gas and a cathode supplied with air;
A pressure sensor for detecting the pressure of the anode;
A compressor for delivering the air to the cathode;
A valve for adjusting the pressure of the cathode;
With a secondary battery,
The control unit,
When stopping the power generation of the fuel cell, the difference between the pressure of the anode detected by the pressure sensor and the pressure of the cathode after stopping the compressor is equal to or greater than a predetermined value.
Close the valve,
Based on the pressure of the anode detected, the amount of excess hydrogen transmitted from the anode to the cathode is calculated;
Determine a command current value that causes the surplus hydrogen to be consumed by power generation,
Causing the fuel cell to output power based on the command current value;
A control unit for storing the output electric power in the secondary battery;
A fuel cell system comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017213488A JP2019087357A (en) | 2017-11-06 | 2017-11-06 | Fuel cell system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017213488A JP2019087357A (en) | 2017-11-06 | 2017-11-06 | Fuel cell system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019087357A true JP2019087357A (en) | 2019-06-06 |
Family
ID=66763212
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2017213488A Pending JP2019087357A (en) | 2017-11-06 | 2017-11-06 | Fuel cell system |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2019087357A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022144493A (en) * | 2021-03-19 | 2022-10-03 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell system and method of controlling fuel cell system |
-
2017
- 2017-11-06 JP JP2017213488A patent/JP2019087357A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022144493A (en) * | 2021-03-19 | 2022-10-03 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell system and method of controlling fuel cell system |
US11870114B2 (en) | 2021-03-19 | 2024-01-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell system and method of controlling fuel cell system |
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