JP4895989B2 - 適応性水素抜き取りの枠組みのためのスタッククロスオーバー率のオンライン検出 - Google Patents
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Description
燃料電池スタック12内の燃料電池の電圧範囲の標準偏差σT Rは、当該範囲が、画定された期間に亘ってどのくらい変化するかの尺度である。幾つかの電池がピンホールを持っている場合には、それらは、パワー遷移の間に電圧のより大きな揺動を表し、よって、標準偏差σT Rの増大をもたらす。
Claims (13)
- 燃料電池スタックからアノード排気ガスを何時抜き取るべきかを決定するための方法であって、
前記燃料電池スタックのカソード側部から該燃料電池スタックのアノード側部へと流れる窒素の量を決定し、
前記燃料電池スタックの前記アノード側部から該燃料電池スタックの前記カソード側部へと流れる窒素の量を決定し、
前記燃料電池スタックの前記カソード側部及び前記アノード側部の間の窒素の流量に基づいて前記燃料電池スタックの前記アノード側部内の窒素の濃度又は水素の濃度を決定し、
前記燃料電池スタックの前記アノード側部内の前記窒素の濃度が所定値を超えた場合に、アノード排気ガスを抜き取る、各工程を備え、
前記燃料電池スタックの前記アノード側部から該燃料電池スタックの前記カソード側部へと流れる窒素の量を決定する工程では、
前記燃料電池スタック内の燃料電池の電圧出力の標準偏差を決定し、
前記燃料電池スタックの前記アノード側部から前記カソード側部への前記窒素の漏れ速度を決定するためのモデルとして前記標準偏差を使用することにより前記アノード側部から前記カソード側部への窒素の漏れ速度を決定し、
比例因子を乗じた前記アノード側部と前記カソード側部との間の圧力差に、前記アノード側部から前記カソード側部への前記窒素の漏れ速度を乗じる、方法。 - 前記燃料電池の前記電圧出力の標準偏差を決定する工程は、前記燃料電池スタックのパワー遷移の間にのみ所定の期間に亘って前記燃料電池の電圧出力の標準偏差を決定する工程を備える、請求項1に記載の方法。
- 前記燃料電池スタックの前記アノード側部から前記カソード側部への窒素の流量は、前記スタックの使用期間が増加するにつれて増加する、請求項1に記載の方法。
- 前記燃料電池スタックの前記アノード側部から該燃料電池スタックの前記カソード側部への窒素の流量は、前記燃料電池スタック内の燃料電池の膜に存在するピンホールの結果である、請求項1に記載の方法。
- 前記抜き取られたアノード排気ガスを前記燃料電池スタックからのカソード排気ガスと混合する工程を更に備える、請求項1に記載の方法。
- 燃料電池システムであって、
燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックからカソード排気ガスを出力するカソード排気ガスラインと、
前記燃料電池スタックからアノード排気ガスを出力するアノード排気ガスラインと、
前記アノード排気ガスを抜き取るため前記アノード排気ガスラインに連結された抜き取りバルブと、
前記抜き取りバルブが開放されているとき前記アノード排気ガスを受け取る、前記抜き取りバルブに連結されたアノード抜き取りラインと、
何時、前記抜き取りバルブを開放して前記アノード排気ガスラインから前記アノード排気ガスを抜き取るべきかを決定するためのコントローラであって、該コントローラは、前
記燃料電池スタックのカソード側部から該燃料電池スタックのアノード側部へと流れる窒素の量を決定し、前記燃料電池スタックのアノード側部から該燃料電池スタックのカソード側部へと流れる窒素の量を決定し、前記燃料電池スタックの前記カソード側部及び前記アノード側部の間の窒素の流量に基づいて前記燃料電池スタックの前記アノード側部内の窒素の濃度又は水素の濃度を決定し、前記燃料電池スタックの前記アノード側部内の前記窒素の濃度が所定値を超えた場合に、アノード排気ガスを抜き取る、前記コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記燃料電池スタック内の燃料電池の電圧出力の標準偏差を決定し、
前記燃料電池スタックの前記アノード側部から前記カソード側部への前記窒素の漏れ速度を決定するためのモデルとして前記標準偏差を使用することにより前記アノード側部から前記カソード側部への窒素の漏れ速度を決定し、
比例因子を乗じた前記アノード側部と前記カソード側部との間の圧力差に、前記アノード側部から前記カソード側部への前記窒素の漏れ速度を乗じることによって、前記燃料電池スタックの前記アノード側部から該燃料電池スタックの前記カソード側部へと流れる窒素の量を決定する、燃料電池システム。 - 前記コントローラは、前記燃料電池スタックのパワー遷移の間にのみ前記燃料電池の電圧出力の標準偏差を決定する、請求項6に記載の燃料電池システム。
- 前記アノード抜き取りラインは、前記抜き取られた排気ガスが前記カソード排気ガスと混合されるように前記カソード排気ガスラインに連結されている、請求項6に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池スタックの前記アノード側部から該燃料電池スタックの前記カソード側部への窒素の流量は、前記燃料電池スタック内の燃料電池の膜に存在するピンホールの発達の結果として、前記スタックの使用期間が増加するにつれて増加する、請求項6に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池システムは、車両に設けられている、請求項6に記載の燃料電池システム。
- 燃料電池システムであって、
燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックからカソード排気ガスを出力するカソード排気ガスラインと、
前記燃料電池スタックからアノード排気ガスを出力するアノード排気ガスラインと、
前記アノード排気ガスを前記カソード排気ガスライン内へと抜き取るため前記アノード排気ガスライン及び前記カソード排気ガスラインに連結された抜き取りバルブと、
前記抜き取りバルブが開放されているとき前記アノード排気ガスを受け取る、前記抜き取りバルブに連結されたアノード抜き取りラインと、
何時、前記抜き取りバルブを開放して前記アノード排気ガスラインから前記アノード排気ガスを抜き取るべきかを決定するためのコントローラであって、該コントローラは、前記燃料電池スタックのカソード側部から該燃料電池スタックのアノード側部へと流れる窒素の量を決定し、前記コントローラは、更に、前記燃料電池スタック内の燃料電池の電圧出力の標準偏差を決定し、前記燃料電池スタックの前記アノード側部から前記カソード側部への前記窒素の漏れ速度を決定するためのモデルとして前記標準偏差を使用することにより前記アノード側部から前記カソード側部への窒素の漏れ速度を決定し、比例因子を乗じた前記アノード側部と前記カソード側部との間の圧力差に、前記アノード側部から前記カソード側部への前記窒素の漏れ速度を乗じることによって、前記燃料電池スタックの前記アノード側部から該燃料電池スタックの前記カソード側部へと流れる窒素の量を決定し、前記コントローラは、前記燃料電池スタックのパワー遷移の間にのみ前記燃料電池の電圧出力の標準偏差を決定し、前記コントローラは、更に、前記燃料電池スタックの前記カソード側部及び前記アノード側部の間の前記窒素の流量に基づいて前記燃料電池スタックの前記アノード側部内の窒素の濃度又は水素の濃度を決定し、前記燃料電池スタックの前記アノード側部内の前記窒素の濃度が所定値を超えた場合に、アノード排気ガスを抜き取る、前記コントローラと、
を備える、燃料電池システム。 - 前記燃料電池スタックの前記アノード側部から該燃料電池スタックの前記カソード側部への窒素の流量は、前記燃料電池スタック内の燃料電池の膜に存在するピンホールの発達の結果として、前記スタックの使用期間が増加するにつれて増加する、請求項11に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池システムは、車両に設けられている、請求項11に記載の燃料電池システム。
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