JP3783631B2 - Pure water purity maintenance system for mobile fuel cell - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動体用燃料電池の純水純度維持システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の移動体用燃料電池システムとして、特開2000−208157号のようなものがある。これは、加湿および冷却等に用いる純水のイオン除去フィルタ(純度向上装置)および導電率の検出器を備え、純水をイオン除去フィルタに通して純水のイオン濃度を適正に維持つまり純度を維持するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなシステムにあって、燃料電池は運転を停止した場合、停止中に純水の比抵抗が低下(イオン濃度が増加)して、燃料電池の再起動が困難になるという課題が存在した。
【0004】
この発明は、このような燃料電池の運転停止中の問題を解決することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、燃料電池に用いる純水の純度向上手段を備える移動体用燃料電池において、燃料電池の運転停止中に純水の純度の低下を運転停止時間から推定する純度低下推定手段を備え、この推定値を基に、燃料電池の運転停止中に、純水の純度向上手段の運転を行う。
【0006】
第2の発明は、第1の発明において、前記純水の純度低下の推定および純度向上手段運転時の純度の向上度合いの推定に、少なくとも外気温による補正を加える。
【0007】
第3の発明は、第1、第2の発明において、前記純度向上手段運転時の純度の向上度合いの推定に、純度向上手段の運転時間の積算による履歴補正を加える。
【0008】
第4の発明は、第1〜第3の発明において、前記純度向上手段のエネルギー源を移動体に搭載されたバッテリと移動体外の外部電源とで切り替える切替手段を備え、切替手段は外部電源検出手段が外部電源の通電を検出した場合、純度向上手段のエネルギー源をバッテリから外部電源に切り替える。
【0009】
第5の発明は、第1〜第3の発明において、前記純度向上手段のエネルギー源が移動体に搭載されたバッテリの場合、バッテリの残量の検出手段を備え、バッテリの残量が下限値に達したときは、純度向上手段の運転を停止する。
【0010】
第6の発明は、第1〜第3の発明において、前記純度向上手段のエネルギー源が移動体に搭載されたバッテリの場合、バッテリの残量の検出手段を備え、バッテリの残量が下限値に達したときは、純水の純度維持が困難と判断して、純水を排水する。
【0011】
第7の発明は、第1〜第3の発明において、前記純度向上手段の運転の積算時間から純度向上手段の劣化を推定して、純水の純度維持が困難と判断した場合に、純水を排水する。
【0012】
第8の発明は、第7の発明において、前記劣化の推定に、少なくとも外気温による補正を加える。
【0013】
第9の発明は、第6〜第8の発明において、前記純水の純度維持が困難と判断した時点の純度から規定の純度まで低下する時間を予測する低下時間予測手段を備え、その間は純水を排水しない。
【0014】
第10の発明は、第5〜第9の発明において、燃料電池の再起動時には、運転停止中に純水の純度維持が困難となって純度向上手段の運転を停止もしくは純水の排水を行ったことを運転者に知らせる報知手段を備える。
【0015】
【発明の効果】
第1の発明では、燃料電池の運転停止中に純水の純度が低下して、燃料電池の再起動が困難になることを防止できる。
【0016】
第2の発明では、純水の純度低下および純度向上を正確に推定することができる。
【0017】
第3の発明では、純度向上手段による純度の向上度合いを正確に推定することができる。
【0018】
第4の発明では、外部電源に切り替えることによって、燃料電池の停止中において、バッテリの残量が少ないときに純度向上手段を運転できずに純水の純度が低下して、停止後、燃料電池の再起動が困難になるといったことを回避できる。また、バッテリと外部電源との切り替えも容易である。
【0019】
第5の発明では、バッテリが回復不能になるまで放電を続けることを防止できる。
【0020】
第6の発明では、バッテリのエネルギー不足により純水の純度維持が困難な場合、純水を排水することによって、純度劣化による漏電等を未然に防止することができる。
【0021】
第7の発明では、純度向上手段が劣化して純水の純度維持が困難な場合、純水を排水することによって、純度劣化による漏電等を未然に防止することができる。
【0022】
第8の発明では、純度向上手段の劣化を的確に推定できる。
【0023】
第9の発明では、燃料電池の運転をすぐに停止せずにすみ、所定期間、燃料電池の運転を継続することができる。
【0024】
第10の発明では、純水の純度維持が困難となって運転できない事由を確実に運転者に知らせることができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【0026】
図1は第1の実施の形態を示す構成図で、自動車等の移動体用の燃料電池として固体高分子型燃料電池1を用いた例を示す。
【0027】
メインタンク2には純水が貯留されており、メインタンク2の純水は冷却用の供給配管3、供給ポンプ4を介して燃料電池1の冷却用に供給され、冷却を終えた純水は熱交換器5に導かれて冷却された後、メインタンク2に戻される。
【0028】
また、メインタンク2の純水は、図示しないが、加湿用の供給配管、供給ポンプを介して燃料電池1の固体高分子電解質膜の加湿用にも供給される。水素の改質器等を備える場合には、その改質反応用等にも供給される。
【0029】
このメインタンク2にサブ配管6の入口側と出口側とが接続され、サブ配管6の途中にサブポンプ7および純水の純度向上装置としてのイオン除去フィルタ8が配設される。サブポンプ7が駆動されると、メインタンク2の純水がイオン除去フィルタ8を通流して、純水中の導電性イオンが除去され、純水の純度が高く維持される。
【0030】
サブポンプ7の駆動は制御装置10により制御される。サブポンプ7の駆動電源には移動体(車両)に搭載されるバッテリ(車載バッテリ)11が用いられ、その電源回路12には切替回路13を介して家庭用電源(外部電源)の取入用回路14が接続される。取入用回路14には、家庭用電源をバッテリ11用の直流電圧に変換する電源変換装置15が設けられる。これらの電源は、制御用電源としても用いられる。
【0031】
また、制御装置10には、外気温を検出する外気温センサ16からの信号が入力される。また、制御装置10には、燃料電池1の運転信号、停止信号が入力される。
【0032】
制御装置10は、これらの信号に基づいて、燃料電池1の運転停止中に、純水の純度を適正に維持するように、サブポンプ7の駆動を制御する。また、制御装置10は、取入用回路14の電源変換装置15が電圧の出力を検知すると、切替回路13のスイッチ17をバッテリ11側から取入用回路14側に切り替え、電圧0を検知すると、切替回路13のスイッチ17をバッテリ11側に戻すようになっている。
【0033】
次に、制御装置10の燃料電池1の運転停止時の制御内容を図2、図3のフローチャートに基づいて説明する。
【0034】
車両停止つまり運転スイッチのオフによって燃料電池1の運転を停止すると、スタートする。
【0035】
ステップ1では、停止時間θを0にする。
【0036】
ステップ2〜7のループは、Δθ時間周期で行い、ステップ2では、Δθ時間を単位時間としてカウントする。
【0037】
ステップ3では、外気温Tを読み込む。
【0038】
ステップ4では、外気温Tを基に、図4のように純水の純度劣化係数(加速係数)αを設定してある純度劣化マップから、純度劣化係数αを読み込む。
【0039】
外気温Tが標準(常温)のときは、純水の純度の劣化度合いを標準として純度劣化係数αを1に、外気温Tが高いときほど、劣化度合いが速いため純度劣化係数αを大きくしている。
【0040】
ステップ5では、純度劣化係数αを基にΔθ時間を補正する(Δθc=αΔθ)。
【0041】
ステップ6では、補正したΔθc時間を加算して停止時間θをカウントする(θn=θn-1+Δθc)。
【0042】
ステップ7では、停止時間θを図5のようなサブポンプ停止時間しきい値θstartと比較する。
【0043】
θ≦θstartのときは、ステップ2〜7のループを繰り返す。
【0044】
一方、θ>θstartになると、ステップ8以降に進み、ステップ8ではサブポンプ7の運転を開始する。
【0045】
即ち、純水の純度の劣化(イオン濃度の増加)は、停止時間にしたがって進み、その度合いは温度によって変わるため、純水の純度の劣化を停止時間より推定して、これに外気温Tによる補正を加えて、補正後の停止時間を基にサブポンプ7の運転を開始する。
【0046】
ステップ9では、サブポンプ7の運転時間φを0にする。
【0047】
ステップ10〜16のループは、Δφ時間周期で行い、ステップ10では、Δφ時間を単位時間としてカウントする。
【0048】
ステップ11では、サブポンプ7の電源を選択する(後述する)。
【0049】
ステップ12では、サブポンプ7の運転時間Θを積算(累積)する(Θn=Θn-1+Δφ)。
【0050】
ステップ13では、サブポンプ7の累積運転時間Θを基に、図6のようにイオン除去フィルタ8の性能劣化係数(加速係数)βを設定してある性能劣化マップから、性能劣化係数βを読み込む。
【0051】
イオン除去フィルタ8は使っているうちに徐々にイオン除去性能が劣化するため、使用時間にしたがって性能劣化係数βを小さな値にしている。
【0052】
ステップ14では、性能劣化係数βを基にΔφ時間を補正する(Δφc=βΔφ)。
【0053】
ステップ15では、補正したΔφc時間を加算して運転時間φをカウントする(φn=φn-1+Δφc)。
【0054】
ステップ16では、運転時間φを図7のようなサブポンプ運転時間しきい値φstopと比較する。
【0055】
φ≦φstopのときは、ステップ10〜16のループを繰り返す。
【0056】
一方、φ>φstopになると、ステップ17に進み、サブポンプ7の運転を停止して、ステップ1に戻る。
【0057】
即ち、サブポンプ7の累積運転時間よりイオン除去フィルタ8の性能(純水の純度の向上度合い)を推定して、性能の低下にしたがってサブポンプ7の運転時間を長くする。
【0058】
ステップ11のサブポンプ7の電源の選択は、図8のように、外部電源の電力供給がないときは、ステップ32で切替回路13のスイッチ17をバッテリ11側にしてバッテリ11の電力を供給する一方、外部電源の電力供給があるときは、ステップ33で切替回路13のスイッチ17を取入用回路14側に切り替えて外部電源から電力を供給する。
【0059】
このように構成したため、燃料電池1の運転停止中に純水の純度の低下(イオン濃度の増加)を防止でき、停止後、燃料電池1の再起動が困難になることを防止できる。
【0060】
この場合、純水の純度の低下を停止時間より推定して、これを基にイオン除去フィルタ8に純水を通流するサブポンプ7を運転するので、純水の純度を的確に維持できる。
【0061】
また、純水の純度低下の推定に外気温による補正を加えるので、純度低下を正確に推定でき、純水の純度を一層的確に維持できる。また、純水の導電率等の検出器を不要にできる。
【0062】
一方、サブポンプ7の累積運転時間よりイオン除去フィルタ8の性能(純水の純度の向上度合い)を推定して、性能の低下にしたがってサブポンプ7の運転時間を長くするので、純水の純度を一層適正に維持できる。
【0063】
また、サブポンプ7の電源を外部電源に切り替えることによって、燃料電池1の停止中において、バッテリ11の残量が少ないときにサブポンプ7を駆動できずに純水の純度が低下して、停止後、燃料電池1の再起動が困難になるといったことを回避できる。また、バッテリ11と外部電源との切り替えも容易である。
【0064】
なお、純水の純度低下の推定の補正に外気温を用いたが、純水自体の温度を検出して、純水の温度を補正に加えて良い。燃料電池1の運転を停止して外気温に収束するまでは純水の温度に基づいて純水の純度劣化度合いを決定つまり図3の純度劣化係数αを選定する。
【0065】
図9〜図12は第2の実施の形態を示す。これは、外部電源への切り替えを行わず、バッテリ11の残量(SOC)が下限値に達したとき、およびイオン除去フィルタ8が劣化して純水の純度維持が困難になったときのものである。
【0066】
図9のように、バッテリ11の残量を検出するバッテリ残量検出器20を備え、その信号を制御装置10に入力する。また、メインタンク2に純水を排水するドレインバルブ21を設け、制御装置10はその開閉を制御する。その他の構成は前図1と同じである。
【0067】
図10〜図12のフローは、車両停止つまり運転スイッチのオフによって燃料電池1の運転を停止すると、スタートする。
【0068】
ステップ1では、停止時間θを0にする。
【0069】
ステップ2〜7のループは、Δθ時間周期で行い、ステップ2では、Δθ時間を単位時間としてカウントする。
【0070】
ステップ3では、外気温Tを読み込む。
【0071】
ステップ4では、外気温Tを基に、前図4のように純水の純度劣化係数(加速係数)αを設定してある純度劣化マップから、純度劣化係数αを読み込む。
【0072】
ステップ5では、純度劣化係数αを基にΔθ時間を補正する(Δθc=αΔθ)。
【0073】
ステップ6では、補正したΔθc時間を加算して停止時間θをカウントする(θn=θn-1+Δθc)。
【0074】
ステップ7では、停止時間θを前図5のようなサブポンプ停止時間しきい値θstartと比較する。
【0075】
θ≦θstartのときは、ステップ2〜7のループを繰り返す。
【0076】
一方、θ>θstartになると、ステップ8以降に進み、ステップ8ではサブポンプ7の運転を開始する。
【0077】
ステップ9では、サブポンプ7の運転時間φを0にする。
【0078】
ステップ10〜19のループ(後述のようにジャンプする場合を除く)は、Δφ時間周期で行い、ステップ10では、Δφ時間を単位時間としてカウントする。
【0079】
ステップ11では、サブポンプ7の電源を選択する(前図8)。
【0080】
ステップ12では、サブポンプ7の運転時間Θを積算(累積)する。
【0081】
この累積運転時間Θを基にイオン除去フィルタ8の劣化を推定するが、イオン除去フィルタ8は温度によってイオン除去率が変わるため、外気温Tを基に純度劣化係数α(前図4)を読み込み、積算(累積)する運転時間Θを補正する(Θn=Θn-1+Δφ・α)。
【0082】
ステップ13では、サブポンプ7の累積運転時間Θを基に、前図6のようにイオン除去フィルタ8の性能劣化係数(加速係数)βを設定してある性能劣化マップから、性能劣化係数βを読み込む。
【0083】
ステップ14では、性能劣化係数βを基にΔφ時間を補正する(Δφc=βΔφ)。
【0084】
ステップ15では、補正したΔφc時間を加算して運転時間φをカウントする(φn=φn-1+Δφc)。
【0085】
ステップ16、17では、バッテリ11から電力供給中か、バッテリ11の残量が下限値(例えば、30〜50%)かを判定する。
【0086】
バッテリ11から電力供給中ではないときおよびバッテリ11から電力供給中であってもバッテリ11の残量が下限値ではないときは、ステップ18に進み、バッテリ11から電力供給中でバッテリ11の残量が下限値のときは、ステップ22にジャンプする。
【0087】
ステップ18では、サブポンプ7の累積運転時間Θが許容値#ΘMAXを越えたかを判定する。
【0088】
累積運転時間Θが許容値#ΘMAXを越えてないときは、ステップ19に進み、越えたときは、ステップ21で純度向上手段(イオン除去フィルタ8)劣化フラグを立て、ステップ22にジャンプする。
【0089】
ステップ19では、運転時間φを前図7のようなサブポンプ運転時間しきい値φstopと比較する。
【0090】
φ≦φstopのときは、ステップ10〜19のループ(ジャンプする場合を除く)を繰り返す。φ>φstopになると、ステップ20に進み、サブポンプ7の運転を停止して、ステップ1に戻る。
【0091】
一方、ステップ22にジャンプした場合、サブポンプ7の運転を停止(中断)すると共に、純度向上運転中断フラグを立て、ステップ23以降に進む。
【0092】
ステップ23では、サブポンプ7の運転停止(中断)による純度向上を中断した分を停止時間θ(ステップ24以降の初期値になる)としてセットする。
【0093】
これは、(1)式のようにサブポンプ7の運転前に停止していた時間(サブポンプ停止時間しきい値θstart)に対して、サブポンプ7をφの間、運転していた分、純度向上が行われていたので、その分(運転時間φ/サブポンプ運転時間しきい値φstop)を停止時間に換算して減算して求める。
【0094】
θ=θstart(φstop−φ)/φstop …(1)
ステップ24〜29のループは、ステップ2〜7のループと同様に、Δθ時間周期で行い、ステップ24では、Δθ時間を単位時間としてカウントする。
【0095】
ステップ25では、外気温Tを読み込む。
【0096】
ステップ26では、外気温Tを基に、前図4のように純水の純度劣化係数(加速係数)αを設定してある純度劣化マップから、純度劣化係数αを読み込む。
【0097】
ステップ27では、純度劣化係数αを基にΔθ時間を補正する(Δθc=αΔθ)。
【0098】
ステップ28では、補正したΔθc時間を加算して停止時間θをカウントする(θn=θn-1+Δθc)。
【0099】
ステップ29では、停止時間θを前図5のようなサブポンプ停止時間しきい値θstartと比較する。
【0100】
θ≦θstartのときは、ステップ24〜29のループを繰り返す。
【0101】
そして、θ>θstartになると、ステップ30に進み、メインタンク2のドレインバルブ21を開けてメインタンク2の純水を排水すると共に、純水ドレインフラグを立てる。
【0102】
純度向上手段劣化フラグ、純度向上運転中断フラグ、純水ドレインフラグが立っている(=1)ときは、その旨を運転者に報知する。この場合、燃料電池1の起動時に、対応する警告灯等を点灯させること等によって、運転者に報知するようにしている。
【0103】
これによれば、バッテリ11が回復不能になるまで放電を続けることを防止できる。
【0104】
また、バッテリ11のエネルギー不足あるいはイオン除去フィルタ8が劣化して純水の純度維持が図れない場合、純水を燃料電池システムから排水することによって、純度劣化による漏電等を未然に防止することができる。
【0105】
また、サブポンプ7の累積運転時間よりイオン除去フィルタ8の性能ならびに劣化を的確に推定できると共に、これらの推定に外気温による補正を加えるので、イオン除去フィルタ8の性能ならびに劣化を一層的確に推定できる。
【0106】
一方、純水の純度維持が図れないと判断した場合、その時点の純度から規定の純度まで低下する時間を予測して(ステップ23〜29)、その間は純水を排水しないので、燃料電池1の運転をすぐに停止せずにすみ、所定期間、燃料電池1の運転を継続することができる。
【0107】
なお、純水の純度低下、イオン除去フィルタ8の性能ならびに劣化の推定の補正に外気温を用いたが、純水自体の温度を検出して、純水の温度を補正に加えて良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態を示す構成図である。
【図2】制御内容を示すフローチャートである。
【図3】制御内容を示すフローチャートである。
【図4】純度劣化マップの特性図である。
【図5】サブポンプ停止時間しきい値の設定特性図である。
【図6】性能劣化係数マップの特性図である。
【図7】サブポンプ運転時間しきい値の設定特性図である。
【図8】制御内容を示すフローチャートである。
【図9】第2の実施の形態を示す構成図である。
【図10】制御内容を示すフローチャートである。
【図11】制御内容を示すフローチャートである。
【図12】制御内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 燃料電池
2 メインタンク
3 供給配管
4 供給ポンプ
5 熱交換器
6 サブ配管
7 サブポンプ
8 イオン除去フィルタ
10 制御装置
11 バッテリ
13 切替回路
16 外気温センサ
20 バッテリ残量検出器
21 ドレインバルブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pure water purity maintaining system for a mobile fuel cell.
[0002]
[Prior art]
As a conventional fuel cell system for a moving body, there is one as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-208157. This is equipped with a pure water ion removal filter (purity improvement device) used for humidification and cooling and a conductivity detector, and the pure water is passed through the ion removal filter to maintain the pure water ion concentration appropriately, that is, purify. To maintain.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a system, when the operation of the fuel cell is stopped, the specific resistance of pure water decreases (the ion concentration increases) during the stop, and it is difficult to restart the fuel cell. Were present.
[0004]
An object of the present invention is to solve the problem during the operation stop of such a fuel cell.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a mobile fuel cell comprising pure water purity improving means for use in a fuel cell, wherein purity reduction estimating means for estimating a decrease in purity of pure water from an operation stop time while the fuel cell is stopped. And purifying the purity of the pure water while the fuel cell is stopped based on the estimated value.
[0006]
According to a second invention, in the first invention, at least correction based on the outside air temperature is added to the estimation of the purity reduction of the pure water and the estimation of the degree of purity improvement during operation of the purity improving means.
[0007]
According to a third invention, in the first and second inventions, history correction based on integration of operation time of the purity improving means is added to the estimation of the degree of purity improvement during the operation of the purity improving means.
[0008]
According to a fourth invention, in the first to third inventions, there is provided switching means for switching the energy source of the purity improving means between a battery mounted on the moving body and an external power source outside the moving body, and the switching means detects an external power source. When the means detects energization of the external power source, the energy source of the purity improving means is switched from the battery to the external power source.
[0009]
According to a fifth invention, in the first to third inventions, when the energy source of the purity improving means is a battery mounted on a moving body, the battery has a battery remaining amount detecting means, and the remaining amount of the battery is a lower limit value. When this value is reached, the operation of the purity improving means is stopped.
[0010]
According to a sixth invention, in the first to third inventions, when the energy source of the purity improving means is a battery mounted on a moving body, the battery has a battery remaining amount detecting means, and the remaining amount of the battery is a lower limit value. When it reaches the value, it is judged that it is difficult to maintain the purity of the pure water, and the pure water is drained.
[0011]
According to a seventh aspect of the present invention, in the first to third aspects of the present invention, when it is determined that it is difficult to maintain the purity of pure water by estimating the deterioration of the purity improving means from the accumulated operation time of the purity improving means, Drain the water.
[0012]
In an eighth aspect based on the seventh aspect, at least correction based on the outside air temperature is added to the estimation of the deterioration.
[0013]
According to a ninth aspect of the invention, in the sixth to eighth aspects of the invention, there is provided reduction time prediction means for predicting a time of reduction from the purity at the time when it is difficult to maintain the purity of the pure water to a specified purity, Do not drain water.
[0014]
According to a tenth aspect, in the fifth to ninth aspects, when the fuel cell is restarted, it is difficult to maintain the purity of the pure water during the operation stop, and the operation of the purity improving means is stopped or the pure water is drained. Informing means for informing the driver of the fact is provided.
[0015]
【The invention's effect】
In the first aspect of the invention, it is possible to prevent the purity of pure water from being lowered during the stoppage of the fuel cell and making it difficult to restart the fuel cell.
[0016]
In the second invention, it is possible to accurately estimate the purity reduction and purity improvement of pure water.
[0017]
In the third invention, the degree of purity improvement by the purity improving means can be accurately estimated.
[0018]
In the fourth invention, by switching to the external power source, when the fuel cell is stopped, the purity improving means cannot be operated when the remaining amount of the battery is low, and the purity of pure water is lowered. It is possible to avoid that it becomes difficult to restart. In addition, switching between the battery and the external power source is easy.
[0019]
In the fifth invention, it is possible to prevent the battery from being discharged until the battery becomes unrecoverable.
[0020]
In the sixth aspect of the invention, when it is difficult to maintain the purity of pure water due to insufficient battery energy, the leakage of pure water can be prevented beforehand by draining the pure water.
[0021]
In the seventh invention, when the purity improving means is deteriorated and it is difficult to maintain the purity of the pure water, the leakage of the pure water can be prevented by discharging the pure water.
[0022]
In the eighth invention, it is possible to accurately estimate the deterioration of the purity improving means.
[0023]
In the ninth aspect of the invention, it is not necessary to immediately stop the operation of the fuel cell, and the operation of the fuel cell can be continued for a predetermined period.
[0024]
In the tenth invention, it is possible to reliably inform the driver of the reason why it is difficult to maintain the purity of pure water and the driver cannot operate.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0026]
FIG. 1 is a configuration diagram showing the first embodiment, and shows an example in which a polymer
[0027]
Pure water is stored in the
[0028]
Although not shown, the pure water in the
[0029]
The
[0030]
The driving of the
[0031]
Further, a signal from the outside
[0032]
Based on these signals, the
[0033]
Next, the control content of the
[0034]
The operation starts when the operation of the
[0035]
In
[0036]
The loop of
[0037]
In
[0038]
In step 4, based on the outside air temperature T, the purity deterioration coefficient α is read from the purity deterioration map in which the purity deterioration coefficient (acceleration coefficient) α of pure water is set as shown in FIG.
[0039]
When the outside air temperature T is normal (normal temperature), the purity deterioration coefficient α is set to 1 with the degree of deterioration of the purity of pure water as a standard, and the higher the outside air temperature T, the faster the deterioration degree, so the purity deterioration coefficient α is increased. ing.
[0040]
In
[0041]
In
[0042]
In
[0043]
When θ ≦ θstart, the loop of
[0044]
On the other hand, when θ> θstart, the process proceeds to step 8 and subsequent steps, and in
[0045]
That is, the deterioration of the purity of pure water (increase in ion concentration) proceeds according to the stop time, and the degree thereof varies depending on the temperature. Therefore, the deterioration of the purity of pure water is estimated from the stop time, and this depends on the outside air temperature T. Correction is applied and the operation of the
[0046]
In step 9, the operation time φ of the
[0047]
The loop of
[0048]
In
[0049]
In
[0050]
In
[0051]
Since the ion removal performance of the
[0052]
In
[0053]
In
[0054]
In
[0055]
When φ ≦ φstop, the loop of
[0056]
On the other hand, when φ> φstop, the routine proceeds to step 17 where the operation of the
[0057]
That is, the performance of the ion removal filter 8 (the degree of improvement in the purity of pure water) is estimated from the cumulative operation time of the
[0058]
As shown in FIG. 8, when the power of the external pump is not supplied as shown in FIG. 8, the power of the
[0059]
Since it comprised in this way, the fall of the purity of pure water (increase in ion concentration) can be prevented while the operation of the
[0060]
In this case, a decrease in the purity of pure water is estimated from the stop time, and based on this, the
[0061]
Moreover, since the correction | amendment by external temperature is added to estimation of the pure water purity fall, a purity fall can be estimated correctly and the purity of pure water can be maintained more correctly. Moreover, a detector such as the conductivity of pure water can be eliminated.
[0062]
On the other hand, the performance of the ion removal filter 8 (the degree of improvement in the purity of pure water) is estimated from the cumulative operation time of the
[0063]
Further, by switching the power source of the
[0064]
Although the outside air temperature is used for correcting the estimation of the purity reduction of the pure water, the temperature of the pure water itself may be detected and the temperature of the pure water may be added to the correction. Until the operation of the
[0065]
9 to 12 show a second embodiment. This is when the remaining amount (SOC) of the
[0066]
As shown in FIG. 9, a battery remaining
[0067]
The flow in FIGS. 10 to 12 starts when the operation of the
[0068]
In
[0069]
The loop of
[0070]
In
[0071]
In step 4, based on the outside air temperature T, the purity deterioration coefficient α is read from the purity deterioration map in which the purity deterioration coefficient (acceleration coefficient) α of pure water is set as shown in FIG.
[0072]
In
[0073]
In
[0074]
In
[0075]
When θ ≦ θstart, the loop of
[0076]
On the other hand, when θ> θstart, the process proceeds to step 8 and subsequent steps, and in
[0077]
In step 9, the operation time φ of the
[0078]
The loop of
[0079]
In
[0080]
In
[0081]
Although the deterioration of the
[0082]
In
[0083]
In
[0084]
In
[0085]
In
[0086]
When the power is not being supplied from the
[0087]
In
[0088]
When the cumulative operation time Θ does not exceed the allowable value # ΘMAX, the process proceeds to step 19, and when it exceeds, the purity improving means (ion removal filter 8) deterioration flag is set at
[0089]
In
[0090]
When φ ≦ φstop, the loop of
[0091]
On the other hand, when jumping to Step 22, the operation of the
[0092]
In step 23, the amount of the purity improvement due to the stop (interruption) of the
[0093]
This is because the purity is improved by the amount of time the
[0094]
θ = θstart (φstop−φ) / φstop (1)
The loop of
[0095]
In step 25, the outside air temperature T is read.
[0096]
In step 26, based on the outside temperature T, the purity deterioration coefficient α is read from the purity deterioration map in which the purity deterioration coefficient (acceleration coefficient) α of pure water is set as shown in FIG.
[0097]
In step 27, the Δθ time is corrected based on the purity deterioration coefficient α (Δθc = αΔθ).
[0098]
In step 28, the corrected Δθc time is added and the stop time θ is counted (θ n = θ n-1 + Δθc).
[0099]
In
[0100]
When θ ≦ θstart, the loop of
[0101]
When θ> θstart, the routine proceeds to step 30, where the
[0102]
When the purity improving means deterioration flag, the purity improving operation interruption flag, and the pure water drain flag are set (= 1), the driver is notified accordingly. In this case, when the
[0103]
According to this, it is possible to prevent the
[0104]
In addition, when the energy of the
[0105]
Further, the performance and deterioration of the
[0106]
On the other hand, when it is determined that the purity of the pure water cannot be maintained, the time for the reduction from the purity at that time to the specified purity is predicted (steps 23 to 29), and during that time, the pure water is not drained. Therefore, the operation of the
[0107]
Although the outside air temperature is used for correction of purity reduction of pure water, performance of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment;
FIG. 2 is a flowchart showing control contents.
FIG. 3 is a flowchart showing control contents.
FIG. 4 is a characteristic diagram of a purity deterioration map.
FIG. 5 is a setting characteristic diagram of a sub-pump stop time threshold value.
FIG. 6 is a characteristic diagram of a performance deterioration coefficient map.
FIG. 7 is a setting characteristic diagram of a sub pump operation time threshold value.
FIG. 8 is a flowchart showing control contents.
FIG. 9 is a configuration diagram showing a second embodiment;
FIG. 10 is a flowchart showing control contents.
FIG. 11 is a flowchart showing control contents.
FIG. 12 is a flowchart showing control contents.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (10)
燃料電池の運転停止中に純水の純度の低下を運転停止時間から推定する純度低下推定手段を備え、
この推定値を基に、燃料電池の運転停止中に、純水の純度向上手段の運転を行うことを特徴とする移動体用燃料電池の純水純度維持システム。In a fuel cell for a mobile body provided with a means for improving purity of pure water used in a fuel cell,
Purity reduction estimation means for estimating a decrease in purity of pure water from the shutdown time during the shutdown of the fuel cell,
A pure water purity maintaining system for a mobile fuel cell, characterized in that, based on the estimated value, the pure water purity improving means is operated while the fuel cell is stopped.
切替手段は外部電源検出手段が外部電源の通電を検出した場合、純度向上手段のエネルギー源をバッテリから外部電源に切り替えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の移動体用燃料電池の純水純度維持システム。A switching means for switching the energy source of the purity improving means between a battery mounted on the moving body and an external power source outside the moving body;
The moving unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the switching unit switches the energy source of the purity improving unit from a battery to an external power source when the external power source detecting unit detects energization of the external power source. Pure water purity maintenance system for industrial fuel cells.
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