JP2023530855A - 固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための方法及びデバイス - Google Patents

固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための方法及びデバイス Download PDF

Info

Publication number
JP2023530855A
JP2023530855A JP2022573458A JP2022573458A JP2023530855A JP 2023530855 A JP2023530855 A JP 2023530855A JP 2022573458 A JP2022573458 A JP 2022573458A JP 2022573458 A JP2022573458 A JP 2022573458A JP 2023530855 A JP2023530855 A JP 2023530855A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
solid oxide
oxide fuel
open circuit
circuit voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022573458A
Other languages
English (en)
Inventor
チュアンシン スン
レイ スン
ヂォン シャオグァン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ceres Intellectual Property Co Ltd
Original Assignee
Ceres Intellectual Property Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ceres Intellectual Property Co Ltd filed Critical Ceres Intellectual Property Co Ltd
Publication of JP2023530855A publication Critical patent/JP2023530855A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/40—Investigating fluid-tightness of structures by using electric means, e.g. by observing electric discharges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04664—Failure or abnormal function
    • H01M8/04671—Failure or abnormal function of the individual fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04544—Voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04544—Voltage
    • H01M8/04552—Voltage of the individual fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04761—Pressure; Flow of fuel cell exhausts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04992—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the implementation of mathematical or computational algorithms, e.g. feedback control loops, fuzzy logic, neural networks or artificial intelligence
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M8/1231—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte with both reactants being gaseous or vaporised
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04111—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants using a compressor turbine assembly
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/0435—Temperature; Ambient temperature of cathode exhausts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

本発明は、ライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための方法及びデバイスを開示する。この方法は、固体酸化物燃料電池の動作プロセスにおいて、アノードキャビティの燃料ガス供給を遮断し、アノードキャビティの排気ラインを遮断し、カソードキャビティの高圧空気供給を遮断することと、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度を取得することと、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定することと、を含む。本発明によって開示される技術的解決策に基づいて、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率をラインで検出することができる。

Description

本出願は、燃料電池検出の技術分野に関し、ライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための方法及びデバイス、特に車両用の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための方法及びデバイスに関する。
固体酸化物燃料電池は、燃料ガス及び空気の酸化還元反応の化学エネルギーを電気エネルギーに直接変換し、高温で動作される発電デバイスである。アノードキャビティは、固体酸化物燃料電池のアノード側に配置され、反応に必要な燃料ガスを収容するために使用される。カソードキャビティは、固体酸化物燃料電池のカソード側に配置され、反応に必要な空気を収容するために使用される。固体酸化物燃料電池、アノードキャビティ、及びカソードキャビティは、固体酸化物燃料電池システムを構成する。
固体酸化物燃料電池の動作では、アノード側に空気が漏れる場合、アノードの材料及びアノードのコンパクトな多孔質構造が影響を受ける可能性があり、固体酸化物燃料電池の性能が低下し、固体酸化物燃料電池の寿命が短くなり得る。したがって、固体酸化物燃料電池システムの漏れ検出は、常に技術的課題及び困難である。
現在、以下の方法は、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するために使用され、不活性ガス又は空気が固体酸化物燃料電池システムのアノードキャビティ及びカソードキャビティに入力され、圧力変化が監視されて、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定する。この方法に基づいて、漏れ率検出は通常、固体酸化物燃料電池システムの送達前又は固体酸化物燃料電池システムの開始前に行われ、追加のシリンダを運ぶ必要がある。
このため、本出願の目的は、固体酸化物燃料電池システムが動作されているときの固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出することができる、ライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための方法及びデバイスを提供することである。
本出願の一態様によれば、ライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための方法が提供される。固体酸化物燃料電池システムは、固体酸化物燃料電池と、固体酸化物燃料電池のアノード側に配置されたアノードキャビティと、固体酸化物燃料電池のカソード側に配置されたカソードキャビティとを備える。この方法は、
固体酸化物燃料電池の動作プロセスにおいて、アノードキャビティの燃料ガス供給を遮断し、アノードキャビティの排気ラインを遮断し、カソードキャビティの高圧空気供給を遮断することと、
固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度を取得することと、
固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定することとのステップを含む。
任意選択的に、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定するステップは、
固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を、
Figure 2023530855000002
 にしたがって計算するステップを含み、
式中、
Figure 2023530855000003
 は、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率であり、Ｖは、固体酸化物燃料電池の開回路電圧であり、
Figure 2023530855000004
 Ｒは、モルガス定数であり、Ｔは、固体酸化物燃料電池の温度であり、Ｆは、ファラデー定数であり、
Figure 2023530855000005
 は、酸素のモル質量であり、Ｖａは、アノードキャビティの容積であり、
Figure 2023530855000006
 は、カソードキャビティの酸素分圧であり、
Figure 2023530855000007
 は、非漏れ状態のアノードキャビティの酸素分圧であり、ｍ（Ａｉｒ）は、漏れのある空気の質量である。
任意選択的に、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定するステップは、
固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度と漏れ率との間の事前確立された対応を取得することと、
固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度と漏れ率との間の取得された対応にしたがって、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度に対応する漏れ率を決定することとのステップを含む。
任意選択的に、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度を取得するステップの後に、方法は、
固体酸化物燃料電池の開回路電圧が事前設定された電圧閾値よりも大きい場合、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定するステップを実施することと、
固体酸化物燃料電池の開回路電圧が事前設定された電圧閾値以下である場合、漏れが固体酸化物燃料電池システムに発生すると決定することとのステップを更に含む。
任意選択的に、方法は、
固体酸化物燃料電池の開回路電圧が事前設定された電圧閾値以下である場合、プロンプトメッセージを出力することのステップを更に含む。
本出願の別の態様によれば、ライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するためのデバイスが提供される。固体酸化物燃料電池システムは、固体酸化物燃料電池と、固体酸化物燃料電池のアノード側に配置されたアノードキャビティと、固体酸化物燃料電池のカソード側に配置されたカソードキャビティとを備える。デバイスは、
固体酸化物燃料電池の温度を検出するために使用される温度センサと、
固体酸化物燃料電池の開回路電圧を検出するために使用される電圧センサと、を含み、
温度センサ及び電圧センサに接続されたコントローラであって、固体酸化物燃料電池の動作プロセスにおいて、アノードキャビティの燃料ガス供給を遮断し、アノードキャビティの排気ラインを遮断し、カソードキャビティの高圧空気供給を遮断し、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度を取得し、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定するために使用される、コントローラと、を含む。
任意選択的に、コントローラは、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定する。
コントローラは、
Figure 2023530855000008
 にしたがって固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を計算し、
式中、
Figure 2023530855000009
 は、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率であり、Ｖは、固体酸化物燃料電池の開回路電圧であり、
Figure 2023530855000010
 Ｒは、モルガス定数であり、Ｔは、固体酸化物燃料電池の温度であり、Ｆは、ファラデー定数であり、
Figure 2023530855000011
 は、酸素のモル質量であり、Ｖａは、アノードキャビティの容積であり、
Figure 2023530855000012
 は、カソードキャビティの酸素分圧であり、
Figure 2023530855000013
 は、非漏れ状態のアノードキャビティの酸素分圧であり、ｍ（Ａｉｒ）は、漏れのある空気の質量である。
任意選択的に、コントローラは、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定する。
コントローラは、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度と漏れ率との間の事前確立された対応を取得し、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度と漏れ率との間の取得された対応にしたがって、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度に対応する漏れ率を決定する。
任意選択的に、アノードキャビティのガス入口は、ガス入口ラインを通して燃料ガスユニットに接続され、アノードキャビティの排気ポートは、排気ラインに接続され、ソレノイド弁は、排気ライン上に配置される。
コントローラは、アノードキャビティの燃料ガス供給を遮断し、アノードキャビティの排気ラインを遮断し、コントローラは燃料ガスユニットを制御して燃料ガスを出力することを停止し、ソレノイド弁を遮断するように制御する。
任意選択的に、アノードキャビティのガス入口は、ガス入口ラインを通して燃料ガスユニットに接続され、アノードキャビティの排気ポートは、排気ラインに接続され、第１のソレノイド弁は、ガス入口ライン上に配置され、第２のソレノイド弁は、排気ライン上に配置される。
コントローラは、アノードキャビティの燃料ガス供給を遮断し、アノードキャビティの排気ラインを遮断し、具体的には、第１のソレノイド弁及び第２のソレノイド弁を遮断するように制御する。
本出願は、ライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための方法を開示する。固体酸化物燃料電池の動作において、アノードキャビティの燃料ガス供給及び排気ラインとカソードキャビティの高圧空気供給が遮断され、この状態では、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率が、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって決定される。本出願によって開示される方法は、アノードキャビティ及びカソードキャビティにガスを入力する必要がなく、アノードキャビティの燃料ガス供給、アノードキャビティの排気ライン、及びカソードキャビティの高圧空気供給を遮断する条件下で固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度を決定することによって、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定することができるため、固体酸化物燃料電池システムの動作プロセスにおいて漏れ率が検出され、すなわち、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率はライン上で検出され、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率の検出は、送達前及び開始前に限定されず、より広い適用の見通しを有する。更に、本出願によって開示される方法は、シリンダを使用する必要はなく、それによって検出コストを低減する。
以下、実施形態又は従来技術の説明に用いる図面を簡単に記載する。図面は、本発明のいくつかの実施形態だけである。
ライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための方法のフロー図である。 ライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための別の方法のフロー図である。 ライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するためのデバイスの構造概略図である。
本発明の実施形態を、図面と併せて以下に説明する。説明される実施形態は、本発明の実施形態のいくつかにすぎない。
本出願は、固体酸化物燃料電池システムが動作されているときの固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出することができる、ライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための方法及びデバイスを提供する。
固体酸化物燃料電池システムは、固体酸化物燃料電池のアノード側に配置されたアノードキャビティと、固体酸化物燃料電池のカソード側に配置されたカソードキャビティとを備える固体酸化物燃料電池を含む。
アノードキャビティのガス入口は、ガス入口ラインを通して燃料ガスユニットに接続されている。アノードキャビティの排気ポートは、排気ラインに接続されている。排気ラインは、廃棄物ガス処理デバイスに接続することができる。燃料ガスユニットによって出力される燃料ガスは、アノードキャビティに入り、反応に関与しない燃料ガス及び反応生成物は、アノードキャビティの排気ポートから排出される。カソードキャビティのガス入口及び排気ポートは、両方とも外部環境と連通している。空気ユニット（例えば、送風機などのガス加圧デバイス）も、カソードキャビティのガス入口に配置される。空気ユニットが開いているとき、加圧空気はカソードキャビティに入る。空気ユニットが閉じられると、常圧空気がカソードキャビティに入る。すなわち、空気ユニットが開いているか否かにかかわらず、カソードキャビティは外部環境と連通している。
図１は、本出願によって開示されるライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための方法のフロー図である。この方法は、以下のステップを含む。
Ｓ１０１：固体酸化物燃料電池の動作プロセスにおいて、アノードキャビティの燃料ガス供給を遮断し、アノードキャビティの排気ラインを遮断し、カソードキャビティの高圧空気供給を遮断する。
任意選択的に、以下の解決策を採用して、アノードキャビティの燃料ガス供給を遮断し、アノードキャビティの排気ラインを遮断する。ソレノイド弁は、それぞれアノードキャビティのガス入口ライン及び排気ライン上に配置され、２つのソレノイド弁は閉鎖されるように制御され、それによってアノードキャビティの燃料ガス供給を遮断し、アノードキャビティの排気ラインを遮断する。
任意選択的に、以下の解決策を採用して、アノードキャビティの燃料ガス供給を遮断し、アノードキャビティの排気ラインを遮断する。ソレノイド弁は、アノードキャビティの排気ライン上に配置されている。燃料ガスユニットは、燃料ガスをアノードキャビティに出力することを停止するように制御され、ソレノイド弁は閉鎖されるように制御され、それによってアノードキャビティの燃料ガス供給を遮断し、アノードキャビティの排気ラインを遮断する。
カソードキャビティの高圧空気供給を遮断することは、カソードキャビティのガス入口に配置された空気ユニットを閉じることを意味する。この場合、カソードキャビティのガス入口及び排気ポートは、依然として外部環境と連通しており、常圧空気は、カソードキャビティに自由に入れて、カソードキャビティを自由に離れることができる。
固体酸化物燃料電池システムの動作プロセスでは、アノードキャビティの燃料ガス供給が遮断され、アノードキャビティの排気ラインが遮断され、カソードキャビティの高圧空気供給が遮断される。この場合、常圧空気は、カソードキャビティに入り、かつカソードキャビティを出ることができ、燃料ガスはアノードキャビティに入らず、反応生成物及び反応に関与しない燃料ガスはアノードキャビティから排出することができない。
Ｓ１０２：固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度を取得する。
固体酸化物燃料電池の開回路電圧は、固体酸化物燃料電池のカソード起電力とアノード起電力との差を指す。
固体酸化物燃料電池の温度は、カソードキャビティの出口温度であり得る。温度センサは、固体酸化物燃料電池の温度を検出するために、カソードキャビティの出口に配置することができる。
Ｓ１０３：固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定する。
固体酸化物燃料電池システムの動作プロセスでは、固体酸化物燃料電池の開回路電圧は、本質的に、カソード側の酸素分圧とアノード側の酸素分圧との合計作用の結果である。すなわち、固体酸化物燃料電池の開回路電圧は、アノードキャビティに漏れる空気の質量と相関している。更に、固体酸化物燃料電池の開回路電圧も、固体酸化物燃料電池の温度と相関している。したがって、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率は、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって決定することができる。
本出願における固体酸化物燃料電池システムの漏れ率は、空気漏れ率を指す。
ライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための方法が、上記に開示されている。固体酸化物燃料電池の動作プロセスでは、アノードキャビティの燃料ガス供給が遮断され、アノードキャビティの排気ラインが遮断され、カソードキャビティの高圧空気供給が遮断され、この状態では、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率が、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって決定される。開示された方法は、アノードキャビティ及びカソードキャビティにガスを入力する必要はなく、アノードキャビティの燃料ガス供給、アノードキャビティの排気ライン、及びカソードキャビティの高圧空気供給を遮断する条件下で、固体酸化物燃料電池の開回路電圧と温度を決定するだけで、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定でき、その結果、固体酸化物燃料電池システムの動作プロセスで漏れ率を検出し、すなわち、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率がライン上で検出され、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率の検出が、送達前及び開始前に限定されず、より広い適用の見通しを有する。更に、本出願によって開示される方法は、シリンダを使用する必要はなく、それによって検出コストを低減する。
本出願によって開示される方法は、固体酸化物燃料電池システムの動作プロセスで実施されるが、アノードキャビティの燃料ガス供給、アノードキャビティの排気ライン、及びカソードキャビティの高圧空気供給を遮断する必要があるため、車両がアイドリング状態にあるときにこの解決策を実施することができる。例えば、この方法は、車両が交通信号を待っているとき、又は車両が停止してシャットダウンされた後の期間に実施することができる。
図２は、本出願によって開示されるライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための別の方法のフロー図である。この方法は、以下のステップを含む。
Ｓ２０１：固体酸化物燃料電池の動作プロセスにおいて、アノードキャビティの燃料ガス供給を遮断し、アノードキャビティの排気ラインを遮断し、カソードキャビティの高圧空気供給を遮断する。
Ｓ２０２：固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度を取得する。
Ｓ２０３：固体酸化物燃料電池の開回路電圧を事前設定された電圧閾値と比較し、比較結果にしたがってその後のＳ２０４又はＳ２０５を実施する。固体酸化物燃料電池の開回路電圧が事前設定された電圧閾値よりも大きい場合、Ｓ２０４が実施され、固体酸化物燃料電池の開回路電圧が事前設定された電圧閾値以下である場合、Ｓ２０５が実施される。
Ｓ２０４：固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定する。
Ｓ２０５：漏れが固体酸化物燃料電池システムに発生することを決定する。
固体酸化物燃料電池の開回路電圧は、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率と負の相関関係にある。すなわち、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率が大きいほど、固体酸化物燃料電池の開回路電圧が小さくなる。したがって、固体酸化物燃料電池の開回路電圧が事前設定された電圧閾値よりも大きい場合、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率は、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって決定される。固体酸化物燃料電池の開回路電圧が事前設定された電圧閾値以下である場合、固体酸化物燃料電池への漏れを決定することができ、この場合、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を計算する必要はない。
事前設定された電圧閾値は、経験値であることに留意されたい。実施において、電圧閾値は、０に設定することができ、又は０に近似する正の数に設定することができる。
本出願の図２に示されるライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための方法は、図１に示される方法と比較される。固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度が検出された後、電流開回路電圧は、事前設定された開回路電圧閾値と比較される。開回路電圧が事前設定された電圧閾値よりも大きい場合、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率は、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって決定される。開回路電圧が事前設定された電圧閾値以下である場合、漏れが固体酸化物燃料電池システムに発生すると決定され、その結果、漏れが固体酸化物燃料電池システムに発生すると、発生を更に速く決定することができる。
一実施形態では、図２に示すライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための方法に基づいて、方法は、開回路電圧が事前設定された電圧閾値以下である場合、プロンプトメッセージを出力するステップを更に含む。
すなわち、固体酸化物燃料電池の開回路電圧が事前設定された電圧閾値以下である場合、固体酸化物燃料電池システムに漏れが発生し、プロンプトメッセージが出力され、それによってユーザに漏れのプロンプトを送信すると決定される。
固体酸化物燃料電池システムでは、固体酸化物燃料電池の開回路電圧は、アノードキャビティに漏れる空気の質量と相関している。したがって、固体酸化物燃料電池の開回路電圧の変化率は、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率と相関している。
実施において、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率は、固体酸化物燃料電池の開回路電圧の変化率にしたがって決定することができる。
一実施形態では、以下の解決策を採用して、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定する。
固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を、
Figure 2023530855000014
 にしたがって計算し、
式中、
Figure 2023530855000015
 は、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率であり、
Ｖは、固体酸化物燃料電池の開回路電圧であり、
Ｒは、モルガス定数であり、その値は、８．３１４５Ｊ．ｍｏｌ－１．Ｋ－１である。
Ｔは、固体酸化物燃料電池の温度であり、熱力学的温度を採用することができ、
Ｆはファラデー定数であり、その値は９．６４８５×１０４Ｃである；
Figure 2023530855000016
 は、酸素のモル質量であり、
Ｖａは、アノードキャビティの容積であり、具体的には、閉鎖状態のアノードキャビティの容積であり、
Figure 2023530855000017
 は、カソードキャビティの酸素分圧である。カソードキャビティへの高圧空気供給が遮断された後、カソードキャビティに入る空気は、常圧空気である。通常、空気中の酸素の割合は２１％であるため、カソードキャビティの酸素分圧は一定である。
Figure 2023530855000018
 は、非漏れ状態でのアノードキャビティの酸素分圧であり、その値は、実験によって較正することができる。
ｍ（Ａｉｒ）は、漏れのある空気の質量である。
一実施形態では、以下の解決策を採用して、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定する。
固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度と漏れ率との間の事前確立された対応を取得し、
固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度と漏れ率との間の取得された対応にしたがって固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度に対応する漏れ率を決定する。
すなわち、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度と漏れ率との間の対応は、事前に確立される。この対応において、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度の値のグループは、漏れ率の値に対応する。固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度が得られた後、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度に対応する漏れ率の値が、対応において探され、得られる。
固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度と漏れ率との間の対応を事前確立するプロセスは、
Figure 2023530855000019
 に基づくことに留意されたい。
ライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための方法は、上記で開示されている。本出願は、ライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するためのデバイスを更に開示する。本明細書の２つの説明は、相互に参照され得る。
図３は、ライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するためのデバイスの構造概略図である。デバイスは、温度センサ１００、電圧センサ２００、及びコントローラ３００を備える。
温度センサ１００は、固体酸化物燃料電池の温度を検出するために使用される。
実施において、固体酸化物燃料電池の温度は、カソードキャビティの出口温度であり得る。実施において、温度センサ１００は、カソードキャビティの出口に配置されて、カソードキャビティの出口温度を検出し、固体酸化物燃料電池の温度としてカソードキャビティの出口温度を設定することができる。
電圧センサ２００は、固体酸化物燃料電池の開回路電圧を検出するために使用される。
コントローラ３００は、温度センサ１００及び電圧センサ２００に接続され、固体酸化物燃料電池の動作プロセスにおいて、アノードキャビティの燃料ガス供給を遮断し、アノードキャビティの排気ラインを遮断し、カソードキャビティの高圧空気供給を遮断し、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度を取得し、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定するために使用される。
ライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するためのデバイスが、上記に開示されている。固体酸化物燃料電池の動作プロセスでは、コントローラは、アノードキャビティの燃料ガス供給を遮断し、アノードキャビティの排気ラインを遮断し、カソードキャビティの高圧空気供給を遮断し、この状態で、コントローラは、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定する。デバイスは、アノードキャビティ及びカソードキャビティにガスを入力する必要はなく、アノードキャビティの燃料ガス供給、アノードキャビティの排気ライン、及びカソードキャビティの高圧空気供給を遮断する条件下で、固体酸化物燃料電池の開回路電圧と温度を決定するだけで、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定でき、その結果、固体酸化物燃料電池システムの動作プロセスにおいて漏れ率が検出され、すなわち、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率がライン上で検出され、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率の検出が、送達前及び開始前に限定されず、より広い適用の見通しを有することがわかる。更に、デバイスは、シリンダを使用する必要はなく、それによって検出コストを低減する。
一実施形態では、コントローラ３００は、固体酸化物燃料電池の得られた開回路電圧を事前設定された電圧閾値と比較し、固体酸化物燃料電池の開回路電圧が事前設定された電圧閾値よりも大きい場合、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定し、固体酸化物燃料電池の開回路電圧が事前設定された電圧閾値以下である場合、固体酸化物燃料電池システムの深刻な漏れを決定するために更に使用する。
任意選択的に、コントローラ３００は、固体酸化物燃料電池の開回路電圧が事前設定された電圧閾値以下である場合、プロンプトメッセージを出力するために更に使用される。
一実施形態では、コントローラ３００は、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定する。
コントローラ３００は、
Figure 2023530855000020
 にしたがって固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を計算する。
式中、
Figure 2023530855000021
 は、固体酸化物燃料電池システムの漏れ率であり、Ｖは、固体酸化物燃料電池の開回路電圧であり、
Figure 2023530855000022
 Ｒは、モルガス定数であり、Ｔは、固体酸化物燃料電池の温度であり、Ｆは、ファラデー定数であり、
Figure 2023530855000023
 は、酸素のモル質量であり、Ｖａは、アノードキャビティの容積であり、
Figure 2023530855000024
 は、カソードキャビティの酸素分圧であり、
Figure 2023530855000025
 は、非漏れ状態のアノードキャビティの酸素分圧であり、ｍ（Ａｉｒ）は、漏れのある空気の質量である。
一実施形態では、コントローラ３００は、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度にしたがって固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定する。
コントローラ３００は、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度と漏れ率との間の事前確立された対応を取得し、固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度と漏れ率との間の取得された対応にしたがって固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度に対応する漏れ率を決定する。
一実施形態では、固体酸化物燃料電池システムのアノードキャビティのガス入口は、ガス入口ラインを通して燃料ガスユニットに接続され、アノードキャビティの排気ポートは、排気ラインに接続され、電磁弁は、図３に示されるように、排気ライン上に配置される。コントローラ３００は、アノードキャビティの燃料ガス供給を遮断し、アノードキャビティの排気ラインを遮断する。コントローラ３００は、燃料ガスユニットを制御して燃料ガスを出力することを停止し、ソレノイド弁を遮断するように制御する。
一実施形態では、固体酸化物燃料電池システムのアノードキャビティのガス入口は、ガス入口ラインを通して燃料ガスユニットに接続され、アノードキャビティの排気ポートは、排気ラインに接続され、ソレノイド弁は、ガス入口ライン及び排気ライン上にそれぞれ配置される。ガス入口ライン上に配置されたソレノイド弁は、第１のソレノイド弁と呼ばれ、排気ライン上に配置されたソレノイド弁は、第２のソレノイド弁と呼ばれる。コントローラ３００は、アノードキャビティの燃料ガス供給を遮断し、アノードキャビティの排気ラインを遮断し、具体的には、コントローラ３００は、第１のソレノイド弁及び第２のソレノイド弁を閉鎖されるように制御する。
本明細書における第１及び第２の関係用語は、１つのエンティティ又は動作を別のエンティティ若しくは動作から区別するためにのみ使用され、これらのエンティティ又は動作中のそのような実際の関係又はシーケンスを必ずしも必要又は意味するものではない。更に、「含む（comprise）」、「含む（include）」及び任意の他の同等の表現という用語は、非排他的な包含を網羅することを意図しており、一連の要因を含むプロセス、方法、物体、又はデバイスは、これらの要因を含むだけでなく、明示的に列挙されていない他の要因も含むか、又はプロセス、方法、物体、又はデバイスに固有の要因も含む。それ以上の限定がない条件下では、「．．．を含む」という表現によって区切られた要因は、当該要因を含むプロセス、方法、物体、又はデバイスにおいて他の同じ要因を除外しない。
本明細書中の実施形態はすべて漸進的な様式で説明され、実施形態間の同一又は類似の部分については相互に参照することができ、各実施形態は他の実施形態との差違に焦点を当てる。一実施形態に開示されるデバイスは、実施形態で開示された方法に対応し、その結果、デバイスは単に説明され、関連する部品については、方法の実施形態の説明を参照されたい。
これらの実施形態に対する様々な改変が明らかになるであろう。本明細書で定義されている一般原理は、本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態で実施することができる。

Claims (10)

  1. ライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための方法であって、前記固体酸化物燃料電池システムが、固体酸化物燃料電池と、前記固体酸化物燃料電池のアノード側に配置されたアノードキャビティと、前記固体酸化物燃料電池のカソード側に配置されたカソードキャビティと、を含み、前記方法は、
    前記アノードキャビティへの燃料ガスの供給を停止し、前記アノードキャビティの排気ラインを閉じ、前記固体酸化物燃料電池の動作プロセスにおける前記カソードキャビティへの高圧空気供給を停止することと、
    前記固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度を取得することと、
    前記固体酸化物燃料電池の前記開回路電圧及び前記温度にしたがって前記固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定することと、
    を含む、方法。
  2. 前記固体酸化物燃料電池の前記開回路電圧及び前記温度にしたがって前記固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定することが、
    前記固体酸化物燃料電池システムの前記漏れ率を、
    Figure 2023530855000026
     にしたがって計算することを含み、
    式中、
    Figure 2023530855000027
     は、前記固体酸化物燃料電池システムの前記漏れ率であり、
    Ｖは、前記固体酸化物燃料電池の前記開回路電圧であり、
    Figure 2023530855000028
     Ｒは、モルガス定数であり、
    Ｔは、前記固体酸化物燃料電池の温度であり、
    Ｆは、ファラデー定数であり、
    Figure 2023530855000029
     は、酸素のモル質量であり、
    Ｖａは、前記アノードキャビティの容積であり、
    Figure 2023530855000030
     は、前記カソードキャビティの酸素分圧であり、
    Figure 2023530855000031
     は、非漏れ状態の前記アノードキャビティの酸素分圧であり、
    ｍ（Ａｉｒ）は、漏れのある空気の質量である、請求項１に記載の方法。
  3. 前記固体酸化物燃料電池の前記開回路電圧及び前記温度にしたがって前記固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定することが、
    前記固体酸化物燃料電池の前記開回路電圧及び前記温度と前記漏れ率との間の事前確立された対応を取得することと、
    前記固体酸化物燃料電池の前記開回路電圧及び前記温度と前記漏れ率との間の前記取得された対応にしたがって前記固体酸化物燃料電池の前記開回路電圧及び前記温度に対応する漏れ率を決定することと、を含む、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度を取得した後、前記方法が、
    前記固体酸化物燃料電池の前記開回路電圧が、事前設定された電圧閾値よりも大きい場合、前記固体酸化物燃料電池の前記開回路電圧及び前記温度にしたがって前記固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定するステップを実施すること、又は
    前記固体酸化物燃料電池の前記開回路電圧が、前記事前設定された電圧閾値以下である場合、漏れが前記固体酸化物燃料電池システムに発生すると決定すること、
    を更に含む、
    請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記固体酸化物燃料電池の前記開回路電圧が、前記事前設定された電圧閾値以下である場合、プロンプトメッセージを出力すること、
    を更に含む、請求項４に記載の方法。
  6. ライン上の固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するためのデバイスであって、前記固体酸化物燃料電池システムが、固体酸化物燃料電池と、前記固体酸化物燃料電池のアノード側に配置されたアノードキャビティと、前記固体酸化物燃料電池のカソード側に配置されたカソードキャビティと、を備え、前記デバイスは、
    前記固体酸化物燃料電池の前記温度を検出するための温度センサと、
    前記固体酸化物燃料電池の前記開回路電圧を検出するための電圧センサと、
    前記温度センサ及び前記電圧センサに接続されたコントローラと、
    を含み、
    前記コントローラが、前記アノードキャビティへの燃料ガス供給を停止し、前記アノードキャビティの排気ラインを閉じ、前記固体酸化物燃料電池の動作プロセスにおける前記カソードキャビティの高圧空気供給を停止し、前記固体酸化物燃料電池の開回路電圧及び温度を取得し、前記固体酸化物燃料電池の前記開回路電圧及び前記温度にしたがって前記固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定する
    ように動作可能である、デバイス。
  7. 前記コントローラが、前記固体酸化物燃料電池の前記開回路電圧及び前記温度にしたがって前記固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定するように動作可能であり、前記コントローラが、前記固体酸化物燃料電池システムの前記漏れ率を、
    Figure 2023530855000032
     にしたがって計算するように構成されており、
    式中、
    Figure 2023530855000033
     は、前記固体酸化物燃料電池システムの前記漏れ率であり、
    Ｖは、前記固体酸化物燃料電池の前記開回路電圧であり、
    Figure 2023530855000034
     Ｒは、モルガス定数であり、
    Ｔは、前記固体酸化物燃料電池の温度であり、
    Ｆは、ファラデー定数であり、
    Figure 2023530855000035
     は、酸素のモル質量であり、
    Ｖａは、前記アノードキャビティの容積であり、
    Figure 2023530855000036
     は、前記カソードキャビティの酸素分圧であり、
    Figure 2023530855000037
     は、非漏れ状態の前記アノードキャビティの酸素分圧であり、
    ｍ（Ａｉｒ）は、漏れのある空気の質量である、
    請求項６に記載のデバイス。
  8. 前記コントローラが、前記固体酸化物燃料電池の前記開回路電圧及び前記温度にしたがって前記固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を決定するように動作可能であり、前記コントローラは、前記固体酸化物燃料電池の前記開回路電圧及び前記温度と前記漏れ率との間の事前確立された対応を取得し、前記固体酸化物燃料電池の前記開回路電圧及び前記温度と前記漏れ率との間の前記取得された対応にしたがって前記固体酸化物燃料電池の前記開回路電圧及び前記温度に対応する漏れ率を決定するように構成されている、請求項６又は７に記載のデバイス。
  9. 前記アノードキャビティのガス入口が、ガス入口ラインを介して燃料ガスユニットに接続され、前記アノードキャビティの排気ポートが、排気ラインに接続され、ソレノイド弁が、前記排気ライン上に配置され、
    前記コントローラが、前記アノードキャビティの燃料ガス供給を停止し、前記アノードキャビティの前記排気ラインを閉じ、前記燃料ガスユニットを制御して燃料ガスの出力を停止し、前記ソレノイド弁を閉じるように動作可能である、
    請求項６～８のいずれか一項に記載のデバイス。
  10. 前記アノードキャビティのガス入口が、ガス入口ラインを介して燃料ガスユニットに接続され、前記アノードキャビティの排気ポートが、排気ラインに接続され、第１のソレノイド弁が、前記ガス入口ライン上に配置され、第２のソレノイド弁が、前記排気ライン上に配置されており、
    前記コントローラは、前記アノードキャビティへの燃料ガス供給を停止し、前記アノードキャビティの前記排気ラインを閉じ、前記第１のソレノイド弁及び前記第２のソレノイド弁を閉鎖されるように制御するように動作可能である、
    請求項６～９のいずれか一項に記載のデバイス。
JP2022573458A 2020-06-30 2021-06-29 固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための方法及びデバイス Pending JP2023530855A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010624064.4 2020-06-30
CN202010624064.4A CN111740136A (zh) 2020-06-30 2020-06-30 在线检测固体氧化物燃料电池系统泄漏率的方法及装置
PCT/CN2021/103081 WO2022002041A1 (en) 2020-06-30 2021-06-29 Method and device for detecting a leakage rate of a solid oxide fuel cell system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023530855A true JP2023530855A (ja) 2023-07-20

Family

ID=72652365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022573458A Pending JP2023530855A (ja) 2020-06-30 2021-06-29 固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための方法及びデバイス

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230296469A1 (ja)
EP (1) EP4173065A1 (ja)
JP (1) JP2023530855A (ja)
KR (1) KR20230029649A (ja)
CN (1) CN111740136A (ja)
GB (1) GB2610726A (ja)
WO (1) WO2022002041A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112687918B (zh) * 2020-12-17 2022-04-26 潍柴动力股份有限公司 固体氧化物燃料电池系统及其控制方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4162874B2 (ja) * 2001-07-26 2008-10-08 本田技研工業株式会社 燃料電池におけるガス漏れ検知方法
WO2008066817A1 (en) * 2006-11-29 2008-06-05 Bloom Energy Corporation Fuel cell systems with fuel utilization and oxidation monitoring
FI123620B (fi) * 2009-04-03 2013-08-15 Maricap Oy Menetelmä ja väline jätteenkäsittelyssä
FR3033942B1 (fr) * 2015-03-19 2017-03-10 Commissariat Energie Atomique Detection de fuite sur un electrolyseur ou une pile a combustible haute temperature
CN108172870A (zh) * 2017-12-28 2018-06-15 上海神力科技有限公司 一种用于燃料电池的缺气检测装置及缺气检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20230296469A1 (en) 2023-09-21
GB2610726A (en) 2023-03-15
CN111740136A (zh) 2020-10-02
EP4173065A1 (en) 2023-05-03
KR20230029649A (ko) 2023-03-03
WO2022002041A1 (en) 2022-01-06
GB202217581D0 (en) 2023-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5196209B2 (ja) 燃料電池システム、および燃料電池システムにおける燃料ガス漏れ判定方法
JP5470234B2 (ja) 燃料電池のクロスリーク判定方法と燃料電池システム
JP5746198B2 (ja) 燃料電池の封止状態を検出する方法
JP6376184B2 (ja) 燃料電池システムおよび車両
JP2023530855A (ja) 固体酸化物燃料電池システムの漏れ率を検出するための方法及びデバイス
KR102614135B1 (ko) 연료전지의 공기 공급 제어방법 및 제어시스템
US8895166B2 (en) Fuel cell system and activation method of fuel cell
JP5498901B2 (ja) 燃料電池の膜破損検知方法
KR100799725B1 (ko) 연료 전지 시스템 및 그 운전방법
JP2006134647A (ja) 燃料電池システム
US10879545B2 (en) Fuel cell system and abnormality diagnosis method for fuel cell system
JP2004319332A (ja) 燃料電池システム
JP2005276546A (ja) 異常検知システム
JP2009037884A (ja) 燃料電池システム
JP2009094000A (ja) 燃料電池システム
JP2021086824A (ja) 燃料電池システムの排気水素濃度低減装置及びその方法
JP2006107998A (ja) 燃料電池システム
US20100151290A1 (en) Fuel cell system and method of starting fuel cell system
US11456469B2 (en) Fuel cell system
JP7208287B2 (ja) 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法
CN113169359B (zh) 用于降低在燃料电池堆中的碳腐蚀的方法以及机动车
JP3867503B2 (ja) 燃料電池システム
KR20090024839A (ko) 연료전지차량용 열관리 시스템의 리키지 테스트 장치
KR20230060126A (ko) 연료전지 시스템의 열화 회피 운전 제어 방법 및 장치
JP2009146658A (ja) 燃料電池システム及び燃料ガス漏れ検知方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221223