JP3349742B2 - Fuel cell vehicle - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、水素ガスと酸素ガスと
を反応させて発電する燃料電池を備え、該燃料電池で発
電した電気により駆動される燃料電池自動車に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell vehicle having a fuel cell for generating power by reacting hydrogen gas and oxygen gas, and being driven by electricity generated by the fuel cell.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば米国特許第5,047,298号明細書に
は、水素と酸素とを反応させて発電を行なう燃料電池が
開示されている。また、特開昭51-4717号公報には、そ
の様な水素と酸素とを反応させて発電を行なう燃料電池
を備え、該燃料電池で発電した電気により走行用モータ
を駆動して走行する燃料電池自動車が開示されている。2. Description of the Related Art For example, U.S. Pat. No. 5,047,298 discloses a fuel cell which generates power by reacting hydrogen and oxygen. Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-4717 discloses a fuel cell that generates power by reacting such hydrogen and oxygen, and drives a driving motor with the electric power generated by the fuel cell to drive the fuel. A battery car is disclosed.
【0003】上記の如き燃料電池としては、例えばプロ
トン交換膜を用いたPEM型燃料電池が知られている。
かかる燃料電池は、プロトン交換膜を挾んで酸素室と水
素室とが設けられ、両室に加湿酸素ガスと加湿水素ガス
とを供給し、水素室でイオン化された水素イオンがプロ
トン交換膜を通って酸素室に入り、この酸素室で水素と
酸素とを反応させて発電を行なうものである。[0003] As a fuel cell as described above, for example, a PEM fuel cell using a proton exchange membrane is known.
In such a fuel cell, an oxygen chamber and a hydrogen chamber are provided with a proton exchange membrane interposed therebetween, and humidified oxygen gas and humidified hydrogen gas are supplied to both chambers, and hydrogen ions ionized in the hydrogen chamber pass through the proton exchange membrane. Into the oxygen chamber, and reacts hydrogen and oxygen in the oxygen chamber to generate power.
【0004】この様な燃料電池は、従来図11,図12に示
す様に横置きにして自動車に配設されている。即ち、燃
料電池2は、酸素ガスと水素ガスを加湿する加湿部4
と、上記プロトン交換膜と酸素室と水素室とを備えた発
電セルを複数個積み重ねた発電部6とを備えて成り、各
発電セルの酸素室に酸素ガスを供給し排出する酸素ガス
通路20(供給側通路22および排出側通路24)、各発電セ
ルの水素室に水素ガスを供給し排出する水素ガス通路30
(供給側通路26および排出側通路28)および各発電セル
を冷却する冷却水を供給し排出する冷却水通路36(供給
側通路32および排出側通路34)がそれぞれ上記各発電セ
ルの積み重ね方向(図中左右方向)に延びて配設され、
かかる燃料電池2をその各セルの積み重ね方向が水平方
向(図中左右方向)になるように横置きにして自動車に
配設され、従って酸素ガス通路20、水素ガス通路30およ
び冷却水通路36はいずれも水平方向に延びる態様となっ
ている。[0004] Such a fuel cell is conventionally disposed horizontally in an automobile as shown in Figs. That is, the fuel cell 2 includes a humidifying unit 4 that humidifies oxygen gas and hydrogen gas.
An oxygen gas passage 20 for supplying and discharging oxygen gas to and from the oxygen chamber of each of the power generation cells. (Supply side passage 22 and discharge side passage 24), a hydrogen gas passage 30 for supplying and discharging hydrogen gas to the hydrogen chamber of each power generation cell.
(The supply-side passage 26 and the discharge-side passage 28) and the cooling water passage 36 (the supply-side passage 32 and the discharge-side passage 34) that supplies and discharges the cooling water for cooling the power generation cells, respectively. (In the horizontal direction in the figure)
The fuel cell 2 is disposed in a vehicle such that the stacking direction of each cell is horizontal (horizontal direction in the figure), and the fuel cell 2 is disposed in the automobile. Therefore, the oxygen gas passage 20, the hydrogen gas passage 30, and the cooling water passage 36 Each has a mode extending in the horizontal direction.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の如き
燃料電池は、水素と酸素とを反応させるのでその反応に
より水が生成され、従って例えば上記の如きプロトン交
換膜を用いたPEM型燃料電池の場合、その生成水がプ
ロトン交換膜に付着し、発電に支障が生じることがあ
る。また、その様なプロトン交換膜を用いたPEM型燃
料電池の場合、水素ガスと酸素ガスとを反応させるため
その水素ガスと酸素ガスとに水分を含有させる必要があ
り、その水素ガスおよび酸素ガスに含有されている水分
が上記プロトン交換膜に付着し、発電に支障が生じるこ
とがある。In the above-described fuel cell, since hydrogen and oxygen react with each other, water is generated by the reaction. Therefore, for example, a PEM type fuel cell using a proton exchange membrane as described above is used. In such a case, the generated water adheres to the proton exchange membrane, which may hinder power generation. Further, in the case of a PEM type fuel cell using such a proton exchange membrane, it is necessary to make the hydrogen gas and the oxygen gas contain moisture in order to react the hydrogen gas and the oxygen gas. May be attached to the above-mentioned proton exchange membrane, which may hinder power generation.
【0006】さらに、燃料電池作動時には、燃料電池内
を水素ガスと酸素ガスが流動しているので、上記反応に
よる生成水や上記水素ガスや酸素ガスに含有されている
水分はその水素ガスや酸素ガスの流れによって該流れと
共に上記水素ガス通路および酸素ガス通路を通って燃料
電池外部にある程度排出されるが、燃料電池の作動停止
時には、もはや上記水素ガスや酸素ガスの流れは停止さ
れ、その流れが停止した状態の下で燃料電池内の残留水
素ガスと残留酸素ガスとがしばらくの間反応し続け、従
ってその残留水素ガスと残留酸素ガスとの反応により生
成した水もしくはそれらの残留ガスに含有されている水
分は、上記燃料電池の作動時の様に水素ガスと酸素ガス
の流れによって外部に排出することはできず、それらは
プロトン交換膜に付着し、従ってその後の起動時にこの
付着水により発電に支障を来たすことがある。Further, during operation of the fuel cell, hydrogen gas and oxygen gas flow in the fuel cell, so that the water produced by the above reaction and the moisture contained in the hydrogen gas and oxygen gas are removed from the hydrogen gas and oxygen gas. Due to the gas flow, the gas is discharged to the outside of the fuel cell to some extent through the hydrogen gas passage and the oxygen gas passage together with the flow. However, when the operation of the fuel cell is stopped, the flow of the hydrogen gas and the oxygen gas is stopped. In a state where the gas is stopped, the residual hydrogen gas and the residual oxygen gas in the fuel cell continue to react for a while, and therefore, the water generated by the reaction between the residual hydrogen gas and the residual oxygen gas or the water contained in the residual gas. The water that has been discharged cannot be discharged to the outside by the flow of hydrogen gas and oxygen gas as in the operation of the fuel cell, and they are discharged to the proton exchange membrane. Wear and, therefore may interfere with power generation by the adhering water subsequent startup.
【0007】上記プロトン交換膜への付着水の問題は、
特に反応生成水によるものが顕著であり、上記PEM型
燃料電池の場合上述の様に酸素室で反応して水が生成さ
れるので、上記付着水の問題を解決するにあたっては、
特にこの酸素室側において生成される水の付着を解決す
ることが重要である。[0007] The problem of water adhering to the proton exchange membrane is as follows.
In particular, water produced by reaction is remarkable, and in the case of the PEM fuel cell, water is generated by reacting in the oxygen chamber as described above.
In particular, it is important to solve the adhesion of water generated on the oxygen chamber side.
【0008】本発明の目的は、上記事情に鑑み、水素ガ
スと酸素ガスとの反応による生成水に起因するトラブル
を防止することのできる燃料電池自動車を提供すること
にある。In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a fuel cell vehicle capable of preventing a trouble caused by water generated by a reaction between hydrogen gas and oxygen gas.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明に係る燃料電池自
動車は、上記目的を達成するため、水素ガス供給源と酸
素ガス供給源とから供給された水素ガスと酸素ガスとの
反応により発電を行う燃料電池と、該燃料電池から排出
された未反応の上記水素ガスおよび酸素ガスを再度上記
燃料電池に供給する水素ガス循環路および酸素ガス循環
路と、それぞれのガス循環路に設けられた水素ガス循環
ポンプおよび酸素ガス循環ポンプとを備えて成り、上記
燃料電池で発電した電気により走行用モータを駆動する
燃料電池自動車であって、上記燃料電池の作動停止時
に、上記水素ガス供給源および酸素ガス供給源からの水
素ガスおよび酸素ガスの供給を停止した後、上記燃料電
池に残留している残留水素ガスと残留酸素ガスとの反応
により発電した電気で、上記両ガス循環ポンプのうち少
なくとも上記両ガスの反応による生成水の排出作用を有
するガス側のガス循環ポンプを作動させるものであるこ
とを特徴とする。Means for Solving the Problems A fuel cell vehicle according to the present onset bright, in order to achieve the above object, the power generation by reaction between hydrogen gas and oxygen gas supplied from the hydrogen gas supply source and oxygen gas supply source And a hydrogen gas circulation path and an oxygen gas circulation path for supplying the unreacted hydrogen gas and oxygen gas discharged from the fuel cell to the fuel cell again, and provided in each gas circulation path. A fuel cell vehicle comprising a hydrogen gas circulation pump and an oxygen gas circulation pump, and driving a traveling motor with electricity generated by the fuel cell, wherein when the fuel cell stops operating, the hydrogen gas supply source and After stopping the supply of the hydrogen gas and the oxygen gas from the oxygen gas supply source, the electricity generated by the reaction between the residual hydrogen gas and the residual oxygen gas remaining in the fuel cell is generated. And characterized in that to operate the gas circulation pump on the gas side with a discharge action of the water produced by the reaction of at least the two gases among the two gas circulation pump.
【0010】本発明に係る燃料電池自動車においては、
上記水素ガス供給源および酸素ガス供給源からの水素ガ
スおよび酸素ガスの供給を停止した後、上記燃料電池に
残留している残留水素ガスと残留酸素ガスとの反応によ
り発電した電気で、自動車に搭載した上記両ガス循環ポ
ンプと共に該両ガス循環ポンプ以外の電装品をも作動さ
せるものとして構成することができる。In the fuel cell vehicle according to the present invention,
After stopping the supply of the hydrogen gas and the oxygen gas from the hydrogen gas supply source and the oxygen gas supply source, the electric power generated by the reaction between the residual hydrogen gas and the residual oxygen gas remaining in the fuel cell is used for the automobile. Both gas circulation ports
It can be configured as well to operate the two gas circulation pump other electrical equipment with lamp.
【0011】また、上記燃料電池の出力が規定値以下に
なったときまたは上記燃料電池内の水素ガス圧もしくは
酸素ガス圧が規定値以下になったとき、上記両残留ガス
の反応により発電した電気で作動せしめられているガス
循環ポンプの作動を停止させるものとして構成すること
ができる。When the output of the fuel cell falls below a specified value or when the hydrogen gas pressure or oxygen gas pressure in the fuel cell falls below a specified value, the electric power generated by the reaction between the two residual gases is generated. The operation of the gas circulation pump which is operated in the above can be stopped.
【0012】また、上記燃料電池の出力が規定値以下に
なったときまたは上記燃料電池内の水素ガス圧もしくは
酸素ガス圧が規定値以下になったとき、上記両ガス循環
ポンプ及び該両ガス循環ポンプ以外の電装品の作動を停
止させるものとして構成することができる。When the output of the fuel cell falls below a specified value or when the hydrogen gas pressure or oxygen gas pressure in the fuel cell falls below a specified value, the two gas circulations are reduced.
The operation of the pump and electric components other than the two gases circulating pump may be configured as to stop.
【0013】また、上記両ガス循環ポンプ以外の電装品
としては、照明ランプ類、室内換気装置もしくは空気清
浄器を挙げることができる。The electrical components other than the two gas circulation pumps include lighting lamps, an indoor ventilation device, and an air purifier.
【0014】[0014]
【作用および発明の効果】本発明に係る燃料電池自動車
は、上述の様に、燃料電池の作動停止時に、残留水素ガ
スと残留酸素ガスとの反応により発電された電気で両ガ
ス循環ポンプのうち少なくとも上記両ガスの反応による
生成水の排出作用を有するガス側のガス循環ポンプ(上
記PEM型燃料電池の場合は酸素ガス循環ポンプ)を作
動させるので、反応生成水排出作用を有する残留ガスの
流れが形成され、従って残留ガス反応による生成水をこ
の残留ガスの流れにより燃料電池内から排出させること
ができ、燃料電池内での残留ガス反応生成水の付着によ
るトラブル、例えばPEM型燃料電池の場合その反応生
成水のプロトン交換膜への付着によるトラブル発生を抑
制することができ、特に燃料電池の再始動時における残
留ガス反応生成水の付着によるトラブル発生を防止する
ことができる。[Function and Effect of the Invention The present onset fuel cell vehicle according to Ming, as described above, during operation of the fuel cell is stopped with electricity generated by the reaction between residual oxygen gas and residual hydrogen gas in both gas circulating pump Since the gas circulation pump (oxygen gas circulation pump in the case of the PEM fuel cell) having the action of discharging the water produced by the reaction of the two gases is operated at least, the residual gas having the action of discharging the reaction water is removed. A flow is formed, so that the water generated by the residual gas reaction can be discharged from the fuel cell by the flow of the residual gas, and a trouble due to the adhesion of the water generated by the residual gas reaction in the fuel cell, for example, a PEM fuel cell In this case, it is possible to suppress the occurrence of trouble due to the adhesion of the reaction product water to the proton exchange membrane. It is possible to prevent troubles caused by deposition.
【0015】また、上記残留ガス反応による電気により
両ガス循環ポンプのみならずそれら以外の電装品をも作
動させることにより、この残留ガス反応による余剰電気
の有効利用を図ることができる。Further, the electricity generated by the residual gas reaction
By also to create <br/> moving the electrical equipment other than those not both gas circulation pump only, it is possible to effectively utilize the surplus electric by the residual gas reaction.
【0016】また、燃料電池の出力もしくは燃料電池内
のガス圧が規定値以下となった時点で上記ガス循環ポン
プや電装品の作動を停止させることにより、それらの作
動停止を適切に行なうことができる。Further, when the output of the fuel cell or the gas pressure in the fuel cell becomes equal to or less than a specified value, the operation of the gas circulation pump and the electric components is stopped, so that the operation can be appropriately stopped. it can.
【0017】また、上記電装品として、照明ランプ類、
室内換気装置もしくは空気清浄器という自動車の停止中
に作動させることが必要もしくは有効なものを選択する
ことにより、上記余剰電力の利用をより一層有効なもの
とすることができる。Further, as the electrical components, lighting lamps,
By selecting an indoor ventilator or an air purifier that is necessary or effective to operate while the automobile is stopped, the use of the surplus power can be made more effective.
【0018】[0018]
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0019】<燃料電池システムの基本構成> 図1は本発明に係る燃料電池自動車の一実施例における
燃料電池システムの基本構成を示す図、図2は図1中の
燃料電池を示す図、図3は図2に示す燃料電池における
反応ガスである水素ガスと酸素ガスおよび冷却水の流れ
を示す図、図4は図2に示す燃料電池における酸素ガス
の流れを示す詳細断面図である。<Basic Configuration of Fuel Cell System> FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a fuel cell system in an embodiment of a fuel cell vehicle according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a fuel cell in FIG. 3 is a diagram showing flows of hydrogen gas, oxygen gas, and cooling water as reaction gases in the fuel cell shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a detailed sectional view showing a flow of oxygen gas in the fuel cell shown in FIG.
【0020】まず、図2,3および4を参照しながら燃
料電池について説明する。本実施例では燃料電池として
プロトン交換膜を使用した水素ガスと酸素ガスとを反応
させて発電するPEM型燃料電池を用いている。First, the fuel cell will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a PEM type fuel cell that generates power by reacting hydrogen gas and oxygen gas using a proton exchange membrane as a fuel cell is used.
【0021】図2に示す様に、この燃料電池2は、加湿
部4と発電部6とを備え、加湿部4で純水を用いた冷却
水により反応ガスである酸素ガスと水素ガスとを加湿
し、発電部6でこれらの加湿された酸素ガスと水素ガス
とを反応させて発電し、かつこの反応により反応熱が生
じる発電部6を上記冷却水で冷却する様に構成されてい
る。As shown in FIG. 2, the fuel cell 2 includes a humidifying section 4 and a power generating section 6, and the humidifying section 4 converts oxygen gas and hydrogen gas, which are reaction gases, by cooling water using pure water. The humidifying unit 6 is configured so that the humidified oxygen gas and the hydrogen gas react with each other in the power generating unit 6 to generate power, and the power generating unit 6 that generates reaction heat by the reaction is cooled by the cooling water.
【0022】上記加湿部4は複数の加湿セルを積み重ね
て成り、酸素ガス、水素ガスおよび冷却水は各セルを順
次通り、各セルで加湿される。各セルでの加湿は水分を
通過させる高分子膜を介して酸素ガスおよび水素ガスを
冷却水と接触させて酸素ガスおよび水素ガスに飽和蒸気
圧の水分を含有させることにより行なわれる。The humidifying section 4 is formed by stacking a plurality of humidifying cells, and oxygen gas, hydrogen gas and cooling water pass through each cell and are humidified in each cell. Humidification in each cell is performed by bringing oxygen gas and hydrogen gas into contact with cooling water through a polymer membrane that allows moisture to pass through, so that oxygen gas and hydrogen gas contain moisture at a saturated vapor pressure.
【0023】上記発電部6は、図4に示す様に、複数の
発電セル8を積み重ねて成り、上記加湿部4で加湿され
た酸素ガスと水素ガスとが各セル8を順次通り、各セル
8で反応して発電する。各セル8は、水素イオンのみを
通すプロトン交換膜10と、該プロトン交換膜10によって
区画された水素室12および酸素室14と、上記プロトン交
換膜10に設けられた水素側電極16および酸素側電極18を
備えて成る。As shown in FIG. 4, the power generation unit 6 is formed by stacking a plurality of power generation cells 8, and the oxygen gas and the hydrogen gas humidified by the humidification unit 4 pass through each cell 8 in order, and It reacts at 8 to generate electricity. Each of the cells 8 includes a proton exchange membrane 10 through which only hydrogen ions pass, a hydrogen chamber 12 and an oxygen chamber 14 partitioned by the proton exchange membrane 10, a hydrogen-side electrode 16 and an oxygen-side electrode provided on the proton exchange membrane 10. An electrode 18 is provided.
【0024】発電部6には各発電セル8の積み重ね方向
に延びる酸素ガス通路20が設けられている。この酸素ガ
ス通路20は、各セル8の積み重ね方向に延びる供給側通
路22と排出側通路24とを備え、供給側通路22から各セル
8の酸素室14に酸素ガスを供給し、各セル8の酸素室14
から未反応酸素ガスを排出側通路24を介して排出する。
また、発電部6には、この酸素ガス通路20と同様に構成
された図示しない水素ガス通路が設けられている。この
水素ガス通路も、上記酸素ガス通路20と同様に、各セル
8の積み重ね方向に延びる供給側通路と排出側通路とを
備え、供給側通路から各セルの水素室12に水素ガスを供
給すると共に各セルの水素室12から未反応水素ガスを排
出側通路を介して排出する。さらに、発電部6には、図
示しない冷却水通路が設けられており、この冷却水通路
も上記酸素ガス通路20と同様に各セル8の積み重ね方向
に延びる供給側通路と排出側通路とを備え、供給側通路
から各セル8間に形成された冷却水室25に冷却水を供給
すると共に各冷却水室25から冷却水を排出側通路を介し
て排出する。The power generation section 6 is provided with an oxygen gas passage 20 extending in the direction in which the power generation cells 8 are stacked. The oxygen gas passage 20 includes a supply-side passage 22 and a discharge-side passage 24 extending in the stacking direction of the cells 8, and supplies oxygen gas from the supply-side passage 22 to the oxygen chamber 14 of each cell 8. Oxygen chamber 14
The unreacted oxygen gas is discharged from the discharge port through the discharge side passage 24.
The power generation unit 6 is provided with a hydrogen gas passage (not shown) configured similarly to the oxygen gas passage 20. This hydrogen gas passage also has a supply-side passage and a discharge-side passage extending in the stacking direction of the cells 8 similarly to the oxygen gas passage 20, and supplies hydrogen gas from the supply-side passage to the hydrogen chamber 12 of each cell. At the same time, unreacted hydrogen gas is discharged from the hydrogen chamber 12 of each cell via the discharge side passage. Further, a cooling water passage (not shown) is provided in the power generation unit 6, and the cooling water passage also includes a supply-side passage and a discharge-side passage extending in the stacking direction of the cells 8 similarly to the oxygen gas passage 20. The cooling water is supplied from the supply passage to the cooling water chambers 25 formed between the cells 8, and the cooling water is discharged from the cooling water chambers 25 through the discharge passages.
【0025】上記各発電セル8における発電メカニズム
は次の通りである。即ち、各セル8の水素室12に供給さ
れた加湿水素は水素側電極16の下でイオン化され、この
水素イオンがプロトン交換膜を通って酸素室14に入り該
酸素室14において酸素側電極18の下で水素と酸素とが反
応し、該反応により発電をすると共に水が生成され、こ
の生成水は未反応酸素ガスと共に酸素の排出側順路24か
ら未反応酸素ガスの流れによって排出される。The power generation mechanism in each of the power generation cells 8 is as follows. That is, the humidified hydrogen supplied to the hydrogen chamber 12 of each cell 8 is ionized under the hydrogen-side electrode 16, and the hydrogen ions enter the oxygen chamber 14 through the proton exchange membrane, and the oxygen-side electrode 18 Under this condition, hydrogen and oxygen react with each other to generate electric power and generate water, and the generated water is discharged from the oxygen-discharge-side path 24 together with the unreacted oxygen gas by the flow of the unreacted oxygen gas.
【0026】図3に上記加湿部4および発電部6におけ
る酸素ガス、水素ガスおよび冷却水の通路および流れを
示す。図示の様に、供給側通路26および排出側通路28を
備えて成る水素ガス通路30も、供給側通路32および排出
側通路34を備えて成る冷却水通路36も上記酸素ガス通路
20と同様に各セル8の積み重ね方向に延びている。ま
た、燃料電池2は各セル8の積み重ね方向を上下方向と
して配設され、加湿部4は発電部6の上部に位置し、酸
素ガス通路20、水素ガス通路30および冷却水通路36はい
ずれも上下方向に延び、酸素ガスおよび水素ガスは上か
ら供給して下に排出するように、冷却水は下から供給し
て上に排出する様に構成されている。FIG. 3 shows passages and flows of oxygen gas, hydrogen gas and cooling water in the humidifying section 4 and the power generation section 6. As shown in the drawing, the hydrogen gas passage 30 including the supply-side passage 26 and the discharge-side passage 28, the cooling water passage 36 including the supply-side passage 32 and the discharge-side passage 34, and the oxygen gas passage
Similarly to 20, the cells 8 extend in the stacking direction of the cells 8. In addition, the fuel cell 2 is disposed with the stacking direction of the cells 8 being vertically arranged, the humidifying unit 4 is located above the power generating unit 6, and the oxygen gas passage 20, the hydrogen gas passage 30, and the cooling water passage 36 are all provided. The cooling water is supplied from below and discharged upward, while the oxygen gas and hydrogen gas are supplied from above and discharged downward.
【0027】上記の様に、燃料電池2をその発電部6を
通る水素ガス通路30および酸素ガス通路20の延びる方向
が上下方向になるように縦置き配設し、上記水素ガス通
路30および酸素ガス通路20にはそれぞれの上部から水素
ガスおよび酸素ガスを供給し、下部から未反応の水素ガ
スおよび酸素ガスを排出する様に構成することにより、
上記水素ガスおよび酸素ガスはその上下方向に延びる水
素ガス通路30および酸素ガス通路20内を下方に向かって
流れることとなる。従って、水素ガスおよび酸素ガスの
流れによって排出される水分に対して重力がその排出方
向に働き、この重力によって水分の排出が助長され、反
応生成水や水素ガスおよび酸素ガスに含まれていた水分
の排出性の向上が図られ、燃料電池内での水付着による
トラブル、例えばPEM型燃料電池の場合のプロトン交
換膜への水付着によるトラブルの発生を抑制することが
できる。As described above, the fuel cell 2 is vertically disposed so that the extending direction of the hydrogen gas passage 30 and the oxygen gas passage 20 passing through the power generation unit 6 is vertical. By supplying hydrogen gas and oxygen gas from the respective upper portions to the gas passages 20 and discharging unreacted hydrogen gas and oxygen gas from the lower portions,
The hydrogen gas and the oxygen gas flow downward in the hydrogen gas passage 30 and the oxygen gas passage 20 extending in the vertical direction. Therefore, gravity acts on the water discharged by the flow of the hydrogen gas and the oxygen gas in the discharge direction, and the gravity promotes the discharge of the water, and the water generated in the reaction product water, the hydrogen gas, and the oxygen gas. It is possible to suppress the occurrence of trouble due to water adhesion in the fuel cell, for example, the trouble due to water adhesion to the proton exchange membrane in the case of a PEM type fuel cell.
【0028】次に、図1を参照しながら上述の燃料電池
を用いた自動車における燃料電池システムについて説明
する。図示の燃料電池システムは、2個の燃料電池2を
備え、両燃料電池2には酸素ガス、水素ガスおよび冷却
水が並列的に供給され、各燃料電池2で発電した電気は
直列的に取り出される。Next, a fuel cell system in an automobile using the above-described fuel cell will be described with reference to FIG. The illustrated fuel cell system includes two fuel cells 2. Oxygen gas, hydrogen gas, and cooling water are supplied to both fuel cells 2 in parallel, and electricity generated by each fuel cell 2 is taken out in series. It is.
【0029】各燃料電池2には、酸素ガス供給源である
高圧酸素ボンベ50から酸素ガス供給路52を介して酸素ガ
スそのものが供給される。また、各燃料電池2からは未
反応酸素ガスが酸素ガス排出路54を介して排出され、該
酸素ガス排出路54はA点において上記酸素ガス供給路52
に接続され、各燃料電池2内の酸素ガス通路と上記酸素
ガス排出路54と上記酸素ガス供給路52のうち上記A点か
ら燃料電池2までの部分とで酸素ガス循環路56が形成さ
れ、上記未反応酸素ガスはこの酸素ガス循環路56を通っ
て循環せしめられる。Each fuel cell 2 is supplied with oxygen gas itself from a high-pressure oxygen cylinder 50 as an oxygen gas supply source via an oxygen gas supply path 52. Further, unreacted oxygen gas is discharged from each fuel cell 2 through an oxygen gas discharge path 54. The oxygen gas discharge path 54 is connected to the oxygen gas supply path 52 at a point A.
The oxygen gas circulation path 56 is formed by the oxygen gas passage in each fuel cell 2, the oxygen gas discharge path 54, and the portion of the oxygen gas supply path 52 from the point A to the fuel cell 2; The unreacted oxygen gas is circulated through the oxygen gas circulation path 56.
【0030】上記酸素ガス供給路52には、酸素ガス供給
源50側から順に元バルブであるソレノイドバルブSV
1′、供給酸素ガス圧を一定に保つ圧力レギュレータP
R′、分岐路に設けられたソレノイドバルブSV3′、
圧力センサPS1′、入口バルブであるソレノイドバル
ブSV2′が設けられ、かつ酸素ガス循環路56兼用部分
には流量センサFS′、循環路開閉バルブであるソレノ
イドバルブSV4′、圧力センサPS2′が設けられて
いる。上記酸素ガス排出路54には、分岐路に設けられた
パージバルブであるソレノイドバルブSV5′、水トラ
ップ容器(水セパレータ)58、酸素ガス循環ポンプG
P′および脱イオンフィルタDIF′が設けられてい
る。In the oxygen gas supply path 52, a solenoid valve SV as an original valve is sequentially provided from the oxygen gas supply source 50 side.
1 ', pressure regulator P to keep supply oxygen gas pressure constant
R ', a solenoid valve SV3' provided on the branch path,
A pressure sensor PS1 ', a solenoid valve SV2' serving as an inlet valve are provided, and a flow rate sensor FS ', a solenoid valve SV4' serving as a circuit opening / closing valve, and a pressure sensor PS2 'are provided in a portion serving also as the oxygen gas circulation path 56. ing. In the oxygen gas discharge passage 54, a solenoid valve SV5 'which is a purge valve provided in a branch passage, a water trap container (water separator) 58, an oxygen gas circulation pump G
P 'and a deionization filter DIF' are provided.
【0031】また、各燃料電池2には、水素ガス供給源
である水素を吸蔵した水素吸蔵合金60から水素ガス供給
路62を介して水素ガスそのものが供給される。また、各
燃料電池2からは未反応水素ガスが水素ガス排出路64を
介して排出され、該水素ガス排出路64はB点において上
記水素ガス供給路62に接続され、各燃料電池2内の水素
ガス通路と上記水素ガス排出路64と上記水素ガス供給路
62のうち上記B点から燃料電池2までの部分とで水素ガ
ス循環路66が形成され、上記未反応水素ガスはこの水素
ガス循環路66を通って循環せしめられる。Each fuel cell 2 is supplied with hydrogen gas itself via a hydrogen gas supply path 62 from a hydrogen storage alloy 60 storing hydrogen as a hydrogen gas supply source. Further, unreacted hydrogen gas is discharged from each fuel cell 2 through a hydrogen gas discharge path 64, and the hydrogen gas discharge path 64 is connected to the hydrogen gas supply path 62 at a point B, and the inside of each fuel cell 2 Hydrogen gas passage, hydrogen gas discharge path 64, and hydrogen gas supply path
A hydrogen gas circulation path 66 is formed by the portion from 62 to the fuel cell 2 out of the point B, and the unreacted hydrogen gas is circulated through the hydrogen gas circulation path 66.
【0032】上記水素ガス供給路62には、水素ガス供給
源60側から順に元バルブであるソレノイドバルブSV
1、供給水素ガス圧を一定に保つ圧力レギュレータP
R、分岐路に設けられたソレノイドバルブSV3、圧力
センサPS1、入口バルブであるソレノイドバルブSV
2が設けられ、かつ水素ガス循環路66兼用部分には流量
センサFS、循環路開閉バルブであるソレノイドバルブ
SV4、圧力センサPS2が設けられている。上記水素
ガス排出路64には、分岐路に設けられたパージバルブで
あるソレノイドバルブSV5、水トラップ容器(水セパ
レータ)68、水素ガス循環ポンプGPおよび脱イオンフ
ィルタDIFが設けられている。また、上記水素ガス供
給源60とソレノイドバルブSV1との間には分岐路が設
けられ、リークバルブRV、マニュアルバルブMV1お
よびクイックコネクタQCが設けられ、水素吸蔵合金60
に水素を吸蔵させる際、水素ボンベ(図示せず)がこの
クイックコネクタQCに接続される。In the hydrogen gas supply path 62, a solenoid valve SV as a source valve is sequentially provided from the hydrogen gas supply source 60 side.
1. Pressure regulator P that keeps the supply hydrogen gas pressure constant
R, a solenoid valve SV3 provided on a branch path, a pressure sensor PS1, a solenoid valve SV serving as an inlet valve
2 is provided, and a flow rate sensor FS, a solenoid valve SV4 as a circulation path opening / closing valve, and a pressure sensor PS2 are provided in a portion serving also as the hydrogen gas circulation path 66. The hydrogen gas discharge path 64 is provided with a solenoid valve SV5, which is a purge valve provided in a branch path, a water trap container (water separator) 68, a hydrogen gas circulation pump GP, and a deionization filter DIF. A branch path is provided between the hydrogen gas supply source 60 and the solenoid valve SV1, and a leak valve RV, a manual valve MV1, and a quick connector QC are provided.
When hydrogen is stored in the quick connector QC, a hydrogen cylinder (not shown) is connected to the quick connector QC.
【0033】また、各燃料電池2には冷却水循環路70が
設けられている。該冷却水循環路70は燃料電池2内の図
示しない前述の冷却水通路を含んで成り、該冷却水循環
路70には上述の水トラップ容器58、冷却水循環ポンプW
P、三方弁TV、冷却水放熱用のラジエタRD、該ラジ
エタRDと並列的に設けられたバイパスBPおよび脱イ
オンフィルタDIF、冷却水の導電率を検出する導電率
センサCSが設けられている。Each fuel cell 2 is provided with a cooling water circulation path 70. The cooling water circulation path 70 includes the above-described cooling water passage (not shown) in the fuel cell 2, and the cooling water circulation path 70 includes the above-described water trap container 58, the cooling water circulation pump W
P, a three-way valve TV, a radiator RD for radiating cooling water, a bypass BP and a deionizing filter DIF provided in parallel with the radiator RD, and a conductivity sensor CS for detecting the conductivity of the cooling water.
【0034】また、上記各燃料電池2には、発電部6の
各発電セル8の出力電圧を検出する電圧センサVSが設
けられ、また両燃料電池2を直列に接続した電線には電
力供給スイッチSW1を介して走行用モータ72が接続さ
れると共に図示しない電力供給スイッチを介して各種の
電装品(上述のガス循環ポンプGP,GP′も含む)が
接続されている。Each of the fuel cells 2 is provided with a voltage sensor VS for detecting an output voltage of each of the power generation cells 8 of the power generation unit 6, and a power supply switch is connected to an electric wire connecting the two fuel cells 2 in series. A running motor 72 is connected via SW1, and various electric components (including the above-mentioned gas circulation pumps GP and GP ') are connected via a power supply switch (not shown).
【0035】また、上記システムにおいては、その他に
も図示の如きソレノイドバルブSV6,SV6′,SV
7,マニュアルバルブMV2,MV2′,MV3′およ
びオートバルブAV1が設けられている。In the above system, the solenoid valves SV6, SV6 'and SV
7. Manual valves MV2, MV2 ', MV3' and an automatic valve AV1 are provided.
【0036】上記の如く構成されたシステムにおいて
は、通常の燃料電池作動停止時には、ソレノイドバルブ
SV4,SV4′を除きその他のすべてのソレノイドバ
ルブ、マニュアルバルブ、オートバルブおよびリークバ
ルブは閉成され、各循環ポンプGP,GP′WPは駆動
停止され、かつ走行用モータ72のスイッチSW1および
各種電装品のスイッチは開成されている。In the system configured as described above, when the normal operation of the fuel cell is stopped, all the solenoid valves other than the solenoid valves SV4 and SV4 ', the manual valve, the auto valve, and the leak valve are closed, and each of the valves is closed. The driving of the circulation pumps GP and GP'WP is stopped, and the switch SW1 of the traveling motor 72 and the switches of various electric components are open.
【0037】また、通常の燃料電池作動時(運転時)に
は、ソレノイドバルブSV1,SV2,SV1′,SV
2′を開成し、水素ガスおよび酸素ガス循環ポンプG
P,GP′を作動させ、各燃料電池2に酸素ガスおよび
水素ガスを供給すると共にそれらを循環させ(酸素ガス
および水素ガス供給源50,60からは反応により消費した
量だけ新たに酸素ガスおよび水素ガスが供給される)、
また冷却水循環ポンプWPを作動させて冷却水を燃料電
池2に循環させ、もって前述のメカニズムにより各燃料
電池2での発電および各燃料電池2の冷却が行なわれ、
さらにスイッチSW1を閉成してその発電した電気によ
り走行用モータ72を駆動すると共に上述の図示しないス
イッチを閉成して各種電装品に電力を供給する。During normal fuel cell operation (during operation), the solenoid valves SV1, SV2, SV1 ', SV
2 ′, and a hydrogen gas and oxygen gas circulation pump G
P and GP 'are operated to supply oxygen gas and hydrogen gas to each fuel cell 2 and circulate them (from the oxygen gas and hydrogen gas supply sources 50 and 60, oxygen gas and hydrogen gas are newly added by the amount consumed by the reaction). Hydrogen gas is supplied),
In addition, the cooling water circulation pump WP is operated to circulate the cooling water to the fuel cell 2, whereby the power generation in each fuel cell 2 and the cooling of each fuel cell 2 are performed by the above-described mechanism.
Further, the switch SW1 is closed to drive the traveling motor 72 with the generated electricity, and the above-mentioned switch (not shown) is closed to supply electric power to various electric components.
【0038】<燃料電池システムの作動停止手順> 次に、上記燃料電池システムの作動停止手順について図
5を参照しながら説明する。この作動停止は、燃料電池
2内の残留ガスの反応による生成水を良好に排除し、か
つその残留ガスの反応による余剰電力の有効利用を図り
得る手順で行なわれる。<Operation Stop Procedure of Fuel Cell System> Next, the operation stop procedure of the fuel cell system will be described with reference to FIG. This operation stop is performed in a procedure that can effectively remove water generated by the reaction of the residual gas in the fuel cell 2 and effectively use the surplus electric power by the reaction of the residual gas.
【0039】まず、P1で燃料電池から外部負荷への電
力供給スイッチつまり走行用モータ72への電力供給スイ
ッチSW1および上述の各種電装品への電力供給スイッ
チ等をオフにし、その後P2でバルブSV1,SV1′
を閉じて水素ガス供給源60および酸素ガス供給源50から
燃料電池2への水素ガスおよび酸素ガスの供給を停止す
る。First, at P1, the power supply switch from the fuel cell to the external load, that is, the power supply switch SW1 to the traveling motor 72 and the above-mentioned power supply switch to the various electric components are turned off. SV1 '
Is closed, the supply of hydrogen gas and oxygen gas from the hydrogen gas supply source 60 and the oxygen gas supply source 50 to the fuel cell 2 is stopped.
【0040】しかしながら、この様に水素ガスおよび酸
素ガスの供給を停止しても、燃料電池2内には水素ガス
および酸素ガスが残っており、それらの残留ガスがその
後もも燃料電池2内で反応し続けるため、それによって
発生した水がプロトン交換膜10に付着し、再起動時に反
応ガスのプロトン交換膜への到達が妨げられることとな
る。However, even when the supply of the hydrogen gas and the oxygen gas is stopped in this way, the hydrogen gas and the oxygen gas remain in the fuel cell 2, and the residual gas remains in the fuel cell 2 thereafter. Since the reaction continues, the water generated by the reaction adheres to the proton exchange membrane 10, which prevents the reaction gas from reaching the proton exchange membrane at the time of restart.
【0041】そこで、上記バルブSV1、SV1′を閉
じた後は、P3において、上記燃料電池2内の残留ガス
の反応によって発電された電力を利用して水素ガス循環
ポンプGPおよび酸素ガス循環ポンプGP′を作動させ
る。この作動は両ガス循環ポンプGP,GP′への電力
供給スイッチを閉成しておくことにより行なう。これに
より、残留ガスの反応中も水素ガス循環路66および酸素
ガス循環路56内を水素ガスおよび酸素ガスが循環し、従
ってその残留ガス中の水分および残留ガスの反応により
生成された水はこの水素ガスおよび酸素ガスの流れによ
って良好に外部に排出され、燃料電池作動停止後のプロ
トン交換膜への水付着を防止することができる。Therefore, after the valves SV1 and SV1 'are closed, at P3, the hydrogen gas circulation pump GP and the oxygen gas circulation pump GP utilize the electric power generated by the reaction of the residual gas in the fuel cell 2. 'Is activated. This operation is performed by closing the power supply switches for the two gas circulation pumps GP and GP '. As a result, even during the reaction of the residual gas, the hydrogen gas and the oxygen gas circulate in the hydrogen gas circulation path 66 and the oxygen gas circulation path 56. The hydrogen gas and the oxygen gas are satisfactorily discharged to the outside by the flow of the gas, and the adhesion of water to the proton exchange membrane after the fuel cell operation is stopped can be prevented.
【0042】また、P4において、上記ガス循環ポンプ
GP,GP′の作動と共に残留ガスの反応により発電さ
れた余剰電力を利用してそれらのガス循環ポンプGP,
GP′以外の所定の電装品を作動させる。この作動は上
記所定の電装品への電力供給スイッチを閉成することに
より行なわれる。この電装品作動にあたっては、自動車
の停車中に動作させることが必要または有効な電装品を
作動させることが望ましく、その様は電装品としては、
例えば足元ランプやハザードランプ等の照明ランプ類、
車室内換気装置あるいは空気清浄器等を好適に作動させ
ることができる。なお、上記車室内換気装置の作動にあ
たっては、例えば夏季の車室内温度上昇防止を目的とし
て、車室内温度が外気温より高くかつ車室内温度が設定
温度より高い場合に作動させることができる。In P4, the gas circulation pumps GP, GP 'are operated using the surplus power generated by the reaction of the residual gas together with the operation of the gas circulation pumps GP, GP'.
Activate predetermined electrical components other than GP '. This operation is performed by closing a power supply switch for the predetermined electrical component. In operating this electrical component, it is necessary to operate the vehicle while the vehicle is stopped or it is desirable to activate an effective electrical component.
For example, lighting lamps such as foot lamps and hazard lamps,
The vehicle interior ventilation device or the air purifier can be suitably operated. In the operation of the vehicle interior ventilation device, the vehicle interior temperature can be activated when the vehicle interior temperature is higher than the outside air temperature and the vehicle interior temperature is higher than the set temperature, for example, for the purpose of preventing the vehicle interior temperature from rising in summer.
【0043】続いて、P5で燃料電池2の出力電力もし
くは残留ガス圧が所定値以下になったことを検出した
ら、残留反応ガスの量が十分減少したものとみなしてP
6で上記ガス循環ポンプGP,GP′の駆動を停止する
と共に上記電装品の駆動を停止し、P7でバルブSV
2,SV2′を閉じて燃料電池システムを停止させる。
上記燃料電池2の出力電圧は燃料電池2単位の電圧(1
つの燃料電池を構成する複数の発電セルの発電電圧の総
和)であっても良いし、各発電セル単位の電圧であって
も良い。それらの電圧は上述の燃料電池2に設けられた
電圧センサVSによって検出される。また、上記残留ガ
ス圧は残留水素ガス圧でも残留酸素ガス圧でももしくは
それらの双方の残留ガス圧のいずれでも良く、それらの
残留ガス圧は上述の圧力センサPS2,PS2′によっ
て検出することができる。Subsequently, when it is detected at P5 that the output power or the residual gas pressure of the fuel cell 2 has become equal to or lower than a predetermined value, it is considered that the amount of the residual reactant gas has been sufficiently reduced, and P
At 6, the driving of the gas circulation pumps GP and GP ′ is stopped, and at the same time, the driving of the electrical components is stopped.
2. Close SV2 'to stop the fuel cell system.
The output voltage of the fuel cell 2 is the voltage (1
(The sum of the power generation voltages of a plurality of power generation cells constituting one fuel cell) or the voltage of each power generation cell. These voltages are detected by the voltage sensor VS provided on the fuel cell 2 described above. The residual gas pressure may be either the residual hydrogen gas pressure, the residual oxygen gas pressure, or both of them, and the residual gas pressures can be detected by the pressure sensors PS2 and PS2 '. .
【0044】上記の様に、燃料電池の作動停止後即ち燃
料電池への反応ガスの供給停止後、残留ガスの反応によ
り発電された電気を用いて両ガス循環ポンプGP,G
P′を駆動するように構成したので、残留ガスの反応に
より生成された水および残留ガス含有水分をその残留ガ
スの流れにより良好に燃料電池2から排出することがで
き、かかる残留ガス反応生成水等による起動時のトラブ
ルを防止することができる。As described above, after the operation of the fuel cell is stopped, that is, after the supply of the reaction gas to the fuel cell is stopped, the two gas circulation pumps GP and G are used by using the electricity generated by the reaction of the residual gas.
Since P 'is driven, the water generated by the reaction of the residual gas and the water containing the residual gas can be satisfactorily discharged from the fuel cell 2 by the flow of the residual gas. It is possible to prevent troubles at the time of starting due to the above-mentioned factors.
【0045】また、その残留ガス反応により発電された
余剰電力により、従来はその余剰電力をリークさせてい
たのに対し、上記の様に自動車停車中に動作させること
が必要または有効な電装品を駆動するように構成したの
で、その余剰電力の有効利用を図ることができる。In addition to the excess power generated by the residual gas reaction, the excess power has been leaked in the past. Since it is configured to be driven, it is possible to effectively use the surplus power.
【0046】<燃料電池システムの起動手順> 次に、上記燃料電池システムの起動手順について、図6
〜図9を参照しながら説明する。上記燃料電池システム
を起動する際には、上記燃料電池における付着水のチェ
ックの他、供給ガス圧チェック、ガス洩れチェック、漏
電チェックをそれぞれ自動的に行ない、全て問題がなけ
れば燃料電池システムの通常作動に移行し、いずれかに
不都合があれば起動を停止する。これにより、専門知識
を有しない通常のユーザには困難な上記各チェックを自
動的に行ない、不都合が存在するときは起動が自動的に
停止されるので、安全走行の実現が図られる。<Start-up procedure of fuel cell system> Next, the start-up procedure of the fuel cell system will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIGS. When starting the fuel cell system, in addition to the check for water adhering to the fuel cell, a supply gas pressure check, a gas leak check, and a leak check are automatically performed. The operation shifts to operation, and if there is any inconvenience, the activation is stopped. This makes it possible to automatically perform the above-mentioned checks that are difficult for a normal user who does not have specialized knowledge, and to automatically start the vehicle if there is any inconvenience, thereby achieving safe driving.
【0047】図6に示す様に、上記燃料電池システムの
起動にあたっては、まずQ1で図示しない通常のバッテ
リから燃料電池システム制御回路へ電力を供給するスタ
ートスイッチ(図示せず)(両ガス循環ポンプGP,G
P′への電力供給スイッチは除く)をオンさせる。続い
てQ2でバルブSV1,SV1′を開にし、圧力センサ
PS1,PS1′で供給ガス圧のチェックを行なう。供
給ガス圧が異常のときは起動を停止し、正常のときはQ
4でバルブSV2,SV2′を開にして酸素ガスおよび
水素ガスを燃料電池2に供給する。そしてQ5で燃料電
池2におけるガス洩れをチェックし、ガス洩れがあれば
起動を停止し、なければQ6で漏電チェックを行ない、
漏電があれば起動を停止し、なければQ7で発電電圧、
電流、温度を検出し、Q8でガス循環ポンプGP,G
P′への電力供給スイッチを閉成して両ガス循環ポンプ
GP,GP′を作動させ、Q9で発電電圧をチェック
し、電圧異常であれば起動を停止し、なければ起動時の
チェックは全て正常ということでそのまま作動を続行し
て走行用モータ72への電力供給スイッチSW1をオンさ
せる通常作動に移行する。As shown in FIG. 6, when starting up the fuel cell system, a start switch (not shown) for supplying power from a normal battery (not shown) to the fuel cell system control circuit at Q1 (both gas circulation pumps) GP, G
(Except for the power supply switch to P ′). Subsequently, the valves SV1 and SV1 'are opened in Q2, and the supply gas pressure is checked by the pressure sensors PS1 and PS1'. If the supply gas pressure is abnormal, stop the operation.
In step 4, the valves SV2 and SV2 'are opened to supply oxygen gas and hydrogen gas to the fuel cell 2. In Q5, the gas leak in the fuel cell 2 is checked. If there is gas leak, the start is stopped. If there is no gas leak, the leak check is performed in Q6.
If there is a short circuit, stop the startup.
The current and temperature are detected, and the gas circulation pumps GP and G are
The power supply switch to P 'is closed, the two gas circulation pumps GP and GP' are operated, and the generated voltage is checked in Q9. If the voltage is abnormal, the start is stopped. Since the operation is normal, the operation is continued as it is, and the operation shifts to the normal operation of turning on the power supply switch SW1 to the traveling motor 72.
【0048】次に、上記各チェックについて詳細に説明
する。まず、供給ガス圧チェックは、図7に示す手順で
行なう。図7は供給水素ガス圧のチェック手順であり、
供給酸素ガス圧チェックもこれと同様に行なわれる。ま
ず、R1でバルブSV1を開く。このときバルブSV2
は未だ閉じており、従ってバルブSV2までは水素ガス
供給源50から水素ガスが供給され、かつ圧力レギュレー
タPRより下流側はその圧力レギュレータPRで所定の
ガス圧に調整されている。よって、この状態で圧力レギ
ュレータPRとバルブSV2との間に設けられた圧力セ
ンサPS1で圧力を検出することにより供給ガス圧チェ
ック(このガス圧チェックは結局圧力レギュレータPR
のチェックである)を行ない、R2で検出ガス圧が規定
値(圧力レギュレータPRにより調整されるべきガス圧
に基づいて定められる)以下のときは供給ガス圧が正常
ということでR9に進み、バルブSV2を開き、次のプ
ロセス(図6のQ5)に進む。検出ガス圧が規定値より
大でガス圧異常のときはR3に進み、そこで上記バルブ
SV1を閉じてR4でバルブSV3を開いて水素ガスを
大気中に放出し、R5において圧力センサPS1でガス
圧を検出し、検出ガス圧が規定値以下まで下ったか否か
を判断し、規定値以下に下がるまでSV3を開き続け、
規定値以下になったらR6でSV3を閉じ、R7で上記
R1〜R6までの実行回数が規定回数に達したか否かを
判断し、達していなければR1に戻り、再度R1〜R6
までのステップを実行する。そして、このR1〜R6ま
でのステップを繰り返し、その途中でR2において圧力
センサPS1の検出ガス圧が規定値以下となったらR9
に進み、途中で圧力センサPS1の検出ガス圧が規定値
以下になることなくR1〜R6までのステップの実行回
数が規定回数に達したら、供給水素ガス圧が異常(圧力
レギュレータPRが異常)ということでR8に進みそこ
で起動プロセスを停止する。なお、上記R1〜R6を規
定回数繰り返すということは、結局供給水素ガス圧のチ
ェックを規定回数繰り返すということである。Next, each of the above checks will be described in detail. First, the supply gas pressure check is performed according to the procedure shown in FIG. FIG. 7 shows a procedure for checking the supply hydrogen gas pressure.
The supplied oxygen gas pressure check is performed in the same manner. First, the valve SV1 is opened at R1. At this time, the valve SV2
Is still closed. Therefore, hydrogen gas is supplied from the hydrogen gas supply source 50 up to the valve SV2, and the pressure downstream of the pressure regulator PR is adjusted to a predetermined gas pressure by the pressure regulator PR. Therefore, in this state, the supply gas pressure is checked by detecting the pressure with the pressure sensor PS1 provided between the pressure regulator PR and the valve SV2 (this gas pressure check is eventually performed by the pressure regulator PR
Is performed, and when the detected gas pressure is equal to or less than a specified value (determined based on the gas pressure to be adjusted by the pressure regulator PR) at R2, the supply gas pressure is normal, and the process proceeds to R9. Open SV2 and proceed to the next process (Q5 in FIG. 6). If the detected gas pressure is higher than the specified value and the gas pressure is abnormal, the process proceeds to R3, where the valve SV1 is closed, the valve SV3 is opened at R4 to release hydrogen gas into the atmosphere, and the pressure sensor PS1 detects the gas pressure at R5. Is detected, and it is determined whether the detected gas pressure has decreased to a specified value or less.
When the value falls below the specified value, the SV3 is closed at R6, and it is determined at R7 whether the number of executions of R1 to R6 has reached the specified number. If not, the process returns to R1 and returns to R1 to R6 again.
Perform steps up to. Then, the steps from R1 to R6 are repeated, and if the detected gas pressure of the pressure sensor PS1 becomes less than or equal to the specified value in R2 during the process, R9 is performed.
If the number of executions of the steps R1 to R6 reaches the specified number without the detected gas pressure of the pressure sensor PS1 falling below the specified value on the way, the supply hydrogen gas pressure is abnormal (the pressure regulator PR is abnormal). Then, the process proceeds to R8, and the activation process is stopped there. It should be noted that repeating the above R1 to R6 a specified number of times means that checking the supply hydrogen gas pressure is repeated a specified number of times.
【0049】図8は他の供給ガス圧チェック手順を示す
図である。上記図7に示すチェック手順はガス圧チェッ
クを繰り返す際にバルブSV3を開けて水素ガスを大気
に放出するものであったが、この図8に示す手順は水素
ガスを大気に放出する前に燃料電池システム内に放出
し、それでも異常であった場合のみ大気に放出して繰り
返しチェックを行なうものであり、これにより水素ガス
の大気放出の減少を図ろうとするものである。FIG. 8 is a diagram showing another supply gas pressure check procedure. While the check procedure shown in FIG. 7 is to open the valve SV3 and release hydrogen gas to the atmosphere when the gas pressure check is repeated, the procedure shown in FIG. The hydrogen gas is discharged into the battery system, and is released to the atmosphere only when the abnormality is still abnormal, and the check is repeatedly performed. This is intended to reduce the discharge of hydrogen gas to the atmosphere.
【0050】この手順においては、S1でバルブSV1
を開き、S2で圧力センサPS1の検出ガス圧が規定値
以下か否かを判断し、規定値以下のときはS13でバルブ
SV2を開き、規定値より大のときはS3でバルブSV
1を閉じる。ここまでは前述の手順と同じである。そし
て、このバルブSV1を閉じた後、本手順ではS4でバ
ルブSV2を開き、これによって水素ガスを燃料電池2
側に放出し、S5で圧力センサPS1の検出ガス圧が規
定値以下になったか否かを判断する。バルブSV2を開
けた直後のガス圧は未だ規定値以下になっていないので
S5からS6に進み、そこでバルブSV2を開けてから
規定時間だけ待ち、その間に検出ガス圧が規定値以下に
なったらS12でバルブSV2を閉じ、再度S1〜S4の
ステップを繰り返す。そして、このS1〜S4のステッ
プを繰り返している途中でS2において検出圧力が規定
値以下になったときはS13に進む。S2において検出ガ
ス圧が規定値以下になることなくS1〜S4のステップ
を繰り返していると、今だ水素ガス循環ポンプGPは作
動していないのでそのうち水素ガスを燃料電池2内に放
出し得なくなり、バルブSV2を開けた後規定時間を経
過しても圧力が規定値以下にならなくなる。そうする
と、S6からS7に進み、そこでバルブSV3を開き、
S8で圧力センサPS1の検出ガス圧が規定値以下にな
るまで待ち、規定値以下になったらS9でバルブSV3
を閉じ、S10でS1〜S9のステップの実行回数が規定
回数に達したか否かを判断し、達していなければS12で
バルブSV2を閉じてS1に戻り、再度S1〜S9を繰
り返し、その途中でS2において検出ガス圧が規定値以
下になったらS13に進み、S2で検出ガス圧が規定値以
下になることなくS1〜S9の繰り返し回数が規定回数
に達したら、S11で起動プロセスを停止する。In this procedure, at S1, the valve SV1
Is opened, and it is determined in S2 whether the detected gas pressure of the pressure sensor PS1 is equal to or lower than a specified value. If the detected gas pressure is equal to or lower than the specified value, the valve SV2 is opened in S13.
Close 1. The procedure so far is the same as the procedure described above. Then, after closing the valve SV1, in this procedure, the valve SV2 is opened in S4, whereby hydrogen gas is supplied to the fuel cell 2.
Then, in S5, it is determined whether or not the detected gas pressure of the pressure sensor PS1 has fallen below a specified value. Since the gas pressure immediately after opening the valve SV2 has not yet fallen below the specified value, the process proceeds from S5 to S6, where it waits for a specified time after opening the valve SV2. To close the valve SV2, and repeat the steps S1 to S4 again. When the detected pressure becomes equal to or less than the specified value in S2 while the steps S1 to S4 are being repeated, the process proceeds to S13. If the steps S1 to S4 are repeated without the detected gas pressure becoming equal to or lower than the specified value in S2, the hydrogen gas circulation pump GP has not been operated yet, so that hydrogen gas cannot be released into the fuel cell 2 during that time. After the valve SV2 is opened, the pressure does not fall below the specified value even when the specified time has elapsed. Then, the process proceeds from S6 to S7, where the valve SV3 is opened,
In S8, the process waits until the detected gas pressure of the pressure sensor PS1 becomes equal to or less than the specified value.
Is closed, and in S10, it is determined whether or not the number of executions of steps S1 to S9 has reached a specified number. If not, the valve SV2 is closed in S12, the process returns to S1, and S1 to S9 are repeated again. If the detected gas pressure becomes equal to or less than the specified value in S2, the process proceeds to S13, and if the number of repetitions of S1 to S9 reaches the specified number without decreasing the detected gas pressure in S2, the startup process is stopped in S11. .
【0051】次に、図6のQ5に示すガス洩れチェック
について説明する。前述の様に、供給ガス圧チェックに
よりガス圧正常と判断されたらバルブSV2,SV2′
を開き、ガス洩れチェックを行なう。このガス洩れチェ
ックは、前述の流量センサFS,FS′によって行な
う。即ち、バルブSV2,SV2′を開けた直後は水素
ガスおよび酸素ガスは燃料電池2内に向けて流れるが、
この時点では未だガス循環ポンプGP,GP′は作動し
ていないので、ある程度水素ガスおよび酸素ガスが流れ
ると燃料電池2内の水素ガスおよび酸素ガスの圧力は上
昇して上記圧力レギュレータPR,PR′により調整さ
れた圧力に近づき、以後は燃料電池2に向けて殆んど流
れなくなる。しかるに、このとき燃料電池2に破損等に
よるガス洩れが生じていると、水素ガスおよび酸素ガス
は引き続き燃料電池2に向けて所定量流れ続ける。Next, the gas leak check shown at Q5 in FIG. 6 will be described. As described above, when the supply gas pressure check determines that the gas pressure is normal, the valves SV2 and SV2 '
Open and check for gas leakage. This gas leak check is performed by the aforementioned flow sensors FS and FS '. That is, immediately after opening the valves SV2 and SV2 ', the hydrogen gas and the oxygen gas flow toward the inside of the fuel cell 2,
At this time, the gas circulation pumps GP and GP 'have not been operated yet, so that when hydrogen gas and oxygen gas flow to some extent, the pressures of the hydrogen gas and oxygen gas in the fuel cell 2 rise and the pressure regulators PR and PR' , And almost no more flows toward the fuel cell 2 thereafter. However, at this time, if gas leakage occurs due to damage or the like in the fuel cell 2, hydrogen gas and oxygen gas continue to flow toward the fuel cell 2 by a predetermined amount.
【0052】そこで、上記バルブSV2と燃料電池2と
の間に設けた流量センサFS,FS′によりガス流量を
検出し、バルブSV2,SV2′を開けた時点から規定
時間経過後の検出流量が規定値以上のときはガス洩れあ
り、規定値より小のときはガス洩れなしと判断し、水素
ガスおよび酸素ガスのいずれかのガス洩れありのときは
起動プロセスを停止し、いずれもガス洩れなしのときは
次の漏電チェックに移行する。Therefore, the gas flow rate is detected by the flow rate sensors FS, FS 'provided between the valve SV2 and the fuel cell 2, and the detected flow rate after a lapse of a specified time from the time when the valves SV2, SV2' are opened is defined. If the value is greater than or equal to the specified value, it is determined that there is no gas leak.If the value is less than the specified value, it is determined that there is no gas leak.If there is a gas leak of either hydrogen gas or oxygen gas, the startup process is stopped. At this time, the process proceeds to the next earth leakage check.
【0053】次に、図6のQ6に示す漏電チェックにつ
いて説明する。漏電チェックは冷却水を通して漏電する
か否かをチェックするものであり、この漏電チェックは
冷却水の電気導電率を前述の導電率センサCSにより検
出し、導電率が規定値以上のときは冷却水を通って漏電
する虞れありということで起動を停止し、規定値より小
のときは漏電の虞れなしということで次の電圧チェック
に移る。Next, a description will be given of the earth leakage check indicated by Q6 in FIG. The leakage check checks whether or not leakage occurs through the cooling water. In the leakage check, the electric conductivity of the cooling water is detected by the above-described conductivity sensor CS. When the voltage is smaller than the specified value, the start is stopped because there is a risk of leakage through the power supply, and the next voltage check is performed because there is no risk of leakage.
【0054】次に図6のQ9に示す電圧チェックについ
て説明する。前述の様に、起動時には作動停止時におけ
る残留ガスの反応による生成水がプロトン交換膜に付着
し、正常な反応発電が妨げられる場合が生じ得る。従っ
て、起動時に燃料電池2が正常に発電しているか否かを
チェックし、正常発電が行なわれないときは起動を停止
する。なお、この正常発電が行なわれない原因として
は、上記プロトン交換膜への水付着以外にも、燃料電池
の破損、プロトン交換膜や電極劣化等の種々の燃料電池
自体の故障が考えられ、上記電圧チェックにより水付着
によるトラブルのみでなくその様な燃料電池自体の故障
も検出でき、それに応じて起動を停止させることができ
るものである。Next, the voltage check indicated by Q9 in FIG. 6 will be described. As described above, at the time of start-up, water generated by the reaction of the residual gas at the time of operation stop may adhere to the proton exchange membrane, which may hinder normal reaction power generation. Therefore, it is checked whether or not the fuel cell 2 is generating power normally at the time of starting. If the normal power generation is not performed, the starting is stopped. As a cause of the failure of normal power generation, other than the adhesion of water to the proton exchange membrane, various failures of the fuel cell itself such as fuel cell damage, proton exchange membrane and electrode deterioration may be considered. The voltage check can detect not only a trouble due to water adhesion but also such a failure of the fuel cell itself, and the startup can be stopped accordingly.
【0055】この電圧チェックの手順を、図9を参照し
ながら説明する。まず、T1でガス循環ポンプGP,G
P′を作動させる(図6のQ8参照)。次に、T2で電
圧チェックを行なう。この電圧チェックは、前述の電圧
センサVSにより燃料電池2の各発電セル2もしくは複
数の発電セル8から成る複数の発電セルグループそれぞ
れの電圧を検出し、それらの電圧のいずれもが規定値
(本来正常に発電したらなるであろう電圧に基づいて決
定される)以上であれば電圧正常、いずれかが規定値よ
り小であれば電圧異常と判断する。そして、電圧が異
常、即ちいずれかが規定値にまで達しなければT3で規
定時間経過するまで待ち(電圧の立ち上りに所定時間要
することがあるから)、規定時間経過する前に全ての電
圧が規定値以上となり電圧正常と判断したらT5に進
み、起動プロセスを終了し、以後はそのまま燃料電池の
作動を続行して通常作動に移行する。また、所定時間経
過してもいずれかの電圧が規定値に達しなければ、電圧
異常と判断してT4に進み起動プロセスを停止する。The procedure of this voltage check will be described with reference to FIG. First, at T1, the gas circulation pumps GP, G
Activate P '(see Q8 in FIG. 6). Next, a voltage check is performed at T2. In this voltage check, the voltage sensor VS detects the voltage of each power generation cell 2 of the fuel cell 2 or each of a plurality of power generation cell groups including a plurality of power generation cells 8, and any of those voltages is set to a specified value (originally). It is determined that the voltage is normal if it is equal to or more than the specified value (determined based on the voltage that would normally be generated), and it is determined that the voltage is abnormal if any of them is smaller than the specified value. If the voltage is abnormal, that is, if either does not reach the specified value, wait until the specified time elapses at T3 (because a predetermined time may be required for the rise of the voltage), and all the voltages are specified before the specified time elapses. When it is determined that the voltage is equal to or more than the value and the voltage is normal, the process proceeds to T5 to end the start-up process, and thereafter, the operation of the fuel cell is continued to shift to the normal operation. If any of the voltages does not reach the specified value even after the lapse of the predetermined time, it is determined that the voltage is abnormal, the process proceeds to T4, and the startup process is stopped.
【0056】図10は他の電圧チェック手順を示す図であ
る。上述の手順は、ガス循環ポンプGP,GP′を作動
させて規定時間待ち、それでも電圧が規定値に達しなか
ったときには起動を停止するものであるので、上記ガス
循環ポンプGP,GP′の作動によるガス流によりある
程度付着水が除去されたがそれでも付着水が残っている
場合にはそのまま起動停止となるが、それらの付着水は
基本的に除去可能なものであり、従ってその様な付着水
の除去を行なった後においても電圧が異常である場合に
のみ起動停止とすれば、付着水による起動停止を減少さ
せることができると共に真に除去不可能な付着水による
電圧異常の場合にのみ起動停止とすることができ、好都
合である。FIG. 10 is a diagram showing another voltage check procedure. In the above-described procedure, the gas circulation pumps GP and GP 'are operated to wait for a specified time, and if the voltage still does not reach the specified value, the start is stopped. If a certain amount of adhered water is removed by the gas flow, but the adhered water still remains, the operation is stopped as it is, but the adhered water is basically removable and, therefore, such adhered water is removed. Starting and stopping only when the voltage is abnormal even after the removal can reduce the start and stop due to adhesion water, and start and stop only when the voltage is abnormal due to adhesion water that cannot be completely removed. It is convenient.
【0057】図6はかかる付着水除去を組み込んだ電圧
チェック手順を示す図である。図示の如くまずU1でガ
ス循環ポンプGP,GP′を作動させ、U2でT2と同
様の電圧チェックを行ない、U3で規定時間経過するま
で待ち、規定時間経過前に発電電圧が正常と判断された
らU8に進み起動プロセスを終了する。ここまでは図9
に示す手順のT1,T2,T3,T5と同じである。FIG. 6 is a diagram showing a voltage check procedure incorporating the removal of attached water. As shown in the figure, first, the gas circulation pumps GP and GP 'are operated at U1, a voltage check similar to that at T2 is performed at U2, and the process waits until the specified time elapses at U3, and if the generated voltage is determined to be normal before the specified time elapses. Proceed to U8 to end the startup process. Up to this point in Figure 9
Are the same as T1, T2, T3, and T5 in the procedure shown in FIG.
【0058】次に、規定時間経過しても発電電圧が正常
にならないときは、U4で水滴除去プロセス(付着水除
去制御)を実行する。この水滴除去プロセスは、例えば
ガス流量の増大もしくはガス流量の増減変化により行な
うことができる。ガス流量の増大は、酸素ガスおよび水
素ガス循環路56,66上のパージバルブSV5′,SV5
を開放することにより燃料電池2内の酸素ガスおよび水
素ガスを一気に排出し、それにより瞬間的にであるがガ
ス流量を増大させる方法あるいは酸素ガス循環ポンプG
P′および水素ガス循環ポンプGPの流量を増大させる
方法により実行することができる。ガス流量の増減変化
は、例えば上記酸素ガス循環ポンプGP′および水素ガ
ス循環ポンプGPのオン・オフを繰り返すことにより、
あるいは酸素ガスおよび水素ガス循環路56,66上に設け
た前述の循環路開閉バルブSV4′,SV4の開閉を繰
り返すことにより実行することができる。Next, when the power generation voltage does not become normal after the lapse of the specified time, a water droplet removal process (adhered water removal control) is executed at U4. This water droplet removal process can be performed by, for example, increasing the gas flow rate or increasing or decreasing the gas flow rate. The increase in the gas flow rate is caused by the purge valves SV5 'and SV5 on the oxygen gas and hydrogen gas circulation paths 56 and 66.
, The oxygen gas and the hydrogen gas in the fuel cell 2 are exhausted at once, thereby instantaneously increasing the gas flow rate or the oxygen gas circulation pump G.
It can be performed by a method of increasing the flow rate of P ′ and the hydrogen gas circulation pump GP. The increase / decrease change of the gas flow rate can be performed, for example, by repeatedly turning on / off the oxygen gas circulation pump GP ′ and the hydrogen gas circulation pump GP.
Alternatively, it can be executed by repeatedly opening and closing the above-described circulation path opening / closing valves SV4 'and SV4 provided on the oxygen gas and hydrogen gas circulation paths 56 and 66.
【0059】上記水滴除去プロセスを実行しつつU5で
T5と同様の電圧チェックを行ない、電圧が正常になれ
ば水滴除去プロセスを終了してU8に進み、起動プロセ
スを終了する。U5で電圧が正常と判断されないときは
U6で水滴除去プロセスが規定回数もしくは規定時間行
なわれたか否かを判断し、規定回数もしくは規定時間水
滴除去プロセスが行なわれても発電電圧が正常にならな
かった場合にのみ、U7で起動プロセスを停止する。A voltage check similar to that of T5 is performed at U5 while the above-described water droplet removal process is being performed. If the voltage becomes normal, the water droplet removal process is terminated, the process proceeds to U8, and the startup process is terminated. If the voltage is not determined to be normal in U5, it is determined in U6 whether or not the water droplet removal process has been performed a specified number of times or for a specified time. Only when this occurs, the activation process is stopped at U7.
【0060】上記図9,10に示す実施例においては、発
電電圧の正常異常を、各発電セルの発電電圧もしくは各
発電セルグループの発電電圧が規定値以上か否かによっ
て判断しているが、各発電セル内の発電電圧のばらつき
(例えば最大値と最小値との差分)もしくは各発電セル
グループ間の発電電圧(発電セルグループの発電電圧は
その発電セルグループ内の発電セルの発電電圧の総和)
のばらつきが規定値以上(電圧異常)か規定値より小
(電圧正常)かによって判断することができるし、また
各燃料電池自身の発電電圧(燃料電池内の各発電セルの
発電電圧の総和)が規定値以上(電圧正常)が規定値よ
り小(電圧異常)かによって判断することもできる。In the embodiment shown in FIGS. 9 and 10, the normality of the power generation voltage is determined based on whether the power generation voltage of each power generation cell or the power generation voltage of each power generation cell group is equal to or higher than a specified value. The variation of the power generation voltage in each power generation cell (for example, the difference between the maximum value and the minimum value) or the power generation voltage between each power generation cell group (the power generation voltage of the power generation cell group is the sum of the power generation voltages of the power generation cells in the power generation cell group) )
It is possible to judge whether the variation of the fuel cell is equal to or more than a specified value (abnormal voltage) or smaller than the specified value (normal voltage), and the power generation voltage of each fuel cell itself (sum of the power generation voltages of the power generation cells in the fuel cell) Can be determined based on whether or not is greater than a specified value (normal voltage) and smaller than a specified value (abnormal voltage).
【0061】なお、前述の様に発電電圧の異常原因は付
着水のみでなく燃料電池の故障も考えられ、上記図9に
示す手順ではその発電電圧の異常原因がいずれかを判別
することはできず、付着水の場合は基本的に除去可能で
ありかつ除去して起動することが望ましいものであるに
も拘らず、その様な付着水による場合も一律に起動停止
とされる。しかしながら、上記図10に示す手順によれ
ば、その様な付着水による電圧異常に基づく起動停止の
殆んどは回避でき、基本的にその場では直ちに解決不可
能な燃料電池自体の故障による電圧異常のときのみ起動
停止とすることができるので好都合である。As described above, the cause of the abnormality in the generated voltage may be not only the adhering water but also the failure of the fuel cell. According to the procedure shown in FIG. 9, it is possible to determine the cause of the abnormality in the generated voltage. In spite of the fact that it is basically possible to remove the adhered water and it is desirable to start after removing the adhered water, the start-up is also uniformly stopped in the case of such adhered water. However, according to the procedure shown in FIG. 10, most of the startup and shutdown based on the voltage abnormality due to such adhering water can be avoided, and basically, the voltage due to the failure of the fuel cell itself which cannot be immediately solved on the spot. This is convenient because it can be started and stopped only when an abnormality occurs.
【0062】また、上記実施例では付着水除去に関して
水素ガス側と酸素ガス側とを同様に構成しているが、付
着水の問題は特に酸素室において発生する反応生成水の
ウエイトが大きく、従って上記の余剰電力によるガス循
環ポンプの作動やガス流量の増大もしくは増減変化によ
る付着水除去制御は酸素ガス側にのみ施すことも可能で
ある。Further, in the above embodiment, the hydrogen gas side and the oxygen gas side are configured in the same manner with respect to the removal of the adhering water. However, the problem of the adhering water is particularly large in the weight of the reaction product water generated in the oxygen chamber. The operation of the gas circulation pump using the surplus electric power and the control of removing adhering water by increasing or decreasing the gas flow rate can be performed only on the oxygen gas side.
【図1】本発明に係る燃料電池自動車における燃料電池
システムの一実施例を示す図FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a fuel cell system in a fuel cell vehicle according to the present invention.
【図2】図1中の燃料電池を示す図FIG. 2 is a diagram showing a fuel cell in FIG. 1;
【図3】図2中の燃料電池における水素ガス、酸素ガス
および冷却水の流れを示す図FIG. 3 is a diagram showing flows of hydrogen gas, oxygen gas and cooling water in the fuel cell in FIG.
【図4】図2中の燃料電池の発電部の構成および酸素ガ
スの流れを示す断面図FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a power generation unit of the fuel cell in FIG. 2 and a flow of oxygen gas.
【図5】燃料電池システムの作動停止手順の一例を示す
フローチャートFIG. 5 is a flowchart showing an example of a procedure for stopping operation of the fuel cell system.
【図6】燃料電池システムの起動手順の一例を示すフロ
ーチャートFIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a startup procedure of the fuel cell system.
【図7、図8】それぞれ供給ガス圧チェック手順の一例
を示すフローチャート7 and 8 are flowcharts each showing an example of a supply gas pressure check procedure.
【図9、図10】それぞれ発電電圧チェック手順の一例
を示すフローチャート9 and 10 are flowcharts each showing an example of a generation voltage check procedure.
【図11、図12】従来の燃料電池の配設態様を示す図FIG. 11 and FIG. 12 are views showing an arrangement of a conventional fuel cell.
2 燃料電池 6 発電部 8 発電セル 20 酸素ガス通路 30 水素ガス通路 50 酸素ガス供給源 56 酸素ガス循環路 60 水素ガス供給源 66 水素ガス循環路 72 走行用モータ GP 水素ガス循環ポンプ GP′酸素ガス循環路ポンプ VS 電圧センサ 2 Fuel cell 6 Power generation unit 8 Power generation cell 20 Oxygen gas passage 30 Hydrogen gas passage 50 Oxygen gas supply source 56 Oxygen gas circulation passage 60 Hydrogen gas supply source 66 Hydrogen gas circulation passage 72 Running motor GP Hydrogen gas circulation pump GP 'oxygen gas Circulation path pump VS Voltage sensor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−109127(JP,A) 特開 昭62−139272(JP,A) 特開 昭61−32362(JP,A) 特開 平3−159073(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 8/04 H01M 8/00 B60L 11/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-109127 (JP, A) JP-A-62-139272 (JP, A) JP-A-61-32362 (JP, A) JP-A-3-32 159073 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01M 8/04 H01M 8/00 B60L 11/18
Claims (5)
供給された水素ガスと酸素ガスとの反応により発電を行
う燃料電池と、該燃料電池から排出された未反応の上記
水素ガスおよび酸素ガスを再度上記燃料電池に供給する
水素ガス循環路および酸素ガス循環路と、それぞれのガ
ス循環路に設けられた水素ガス循環ポンプおよび酸素ガ
ス循環ポンプとを備えて成り、上記燃料電池で発電した
電気により走行用モータを駆動する燃料電池自動車であ
って、 上記燃料電池の作動停止時に、上記水素ガス供給源およ
び酸素ガス供給源からの水素ガスおよび酸素ガスの供給
を停止した後、上記燃料電池に残留している残留水素ガ
スと残留酸素ガスとの反応により発電した電気で、上記
両ガス循環ポンプのうち少なくとも上記両ガスの反応に
よる生成水の排出作用を有するガス側のガス循環ポンプ
を作動させるものであることを特徴とする燃料電池自動
車。1. A fuel cell for generating electric power by a reaction between a hydrogen gas supplied from a hydrogen gas supply source and an oxygen gas supply source and an oxygen gas, and the unreacted hydrogen gas and oxygen discharged from the fuel cell A hydrogen gas circulating path and an oxygen gas circulating path for supplying gas to the fuel cell again, and a hydrogen gas circulating pump and an oxygen gas circulating pump provided in the respective gas circulating paths, were used to generate power with the fuel cell. A fuel cell vehicle that drives a traveling motor by electricity, comprising: stopping the supply of hydrogen gas and oxygen gas from the hydrogen gas supply source and the oxygen gas supply source when the operation of the fuel cell is stopped; The electricity generated by the reaction between the residual hydrogen gas and the residual oxygen gas remaining in the A fuel cell vehicle, characterized in that those operating the gas circulation pump on the gas side with a discharge action.
源からの水素ガスおよび酸素ガスの供給を停止した後、
上記燃料電池に残留している残留水素ガスと残留酸素ガ
スとの反応により発電した電気で、自動車に搭載した上
記両ガス循環ポンプと共に該両ガス循環ポンプ以外の電
装品をも作動させるものであることを特徴とする請求項
1記載の燃料電池自動車。2. After stopping the supply of hydrogen gas and oxygen gas from the hydrogen gas supply source and the oxygen gas supply source,
In electricity generated by the reaction between the residual hydrogen gas remaining in the fuel cell and the residual oxygen gas, after having mounted on a vehicle
Claims, characterized in that serial but also to operate the two gas circulation pump other electrical equipment with both gas circulating pump
1 Symbol placement of fuel cell vehicles.
たときまたは上記燃料電池内の水素ガス圧もしくは酸素
ガス圧が規定値以下になったとき、上記両残留ガスの反
応により発電した電気で作動せしめられているガス循環
ポンプの作動を停止させるものであることを特徴とする
請求項1記載の燃料電池自動車。3. When the output of the fuel cell falls below a specified value or when the hydrogen gas pressure or oxygen gas pressure in the fuel cell falls below a specified value, the electric power generated by the reaction between the two residual gases. in a fuel cell vehicle according to claim 1, wherein the operation of the gas circulating pump which is actuated in which stopping.
たときまたは上記燃料電池内の水素ガス圧もしくは酸素
ガス圧が規定値以下になったとき、上記両ガス循環ポン
プ及び該両ガス循環ポンプ以外の電装品の作動を停止さ
せるものであることを特徴とする請求項2記載の燃料電
池自動車。4. The two gas circulation pumps when the output of the fuel cell falls below a prescribed value or when the hydrogen gas pressure or oxygen gas pressure inside the fuel cell falls below a prescribed value.
The fuel cell vehicle in accordance with claim 2, wherein the operation of electrical equipment other than the flop and the two gases circulating pump is intended to stop.
照明ランプ類、室内換気装置もしくは空気清浄器のうち
の少なくとも一つから成ることを特徴とする請求項2ま
たは4記載の燃料電池自動車。5. An electrical component other than the two gas circulation pumps,
The fuel cell vehicle according to any one of claims 2 to 4, comprising at least one of an illumination lamp, an indoor ventilation device, and an air purifier.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01290493A JP3349742B2 (en) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | Fuel cell vehicle |
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JP01290493A JP3349742B2 (en) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | Fuel cell vehicle |
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JPH06223859A JPH06223859A (en) | 1994-08-12 |
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