JP5115680B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
図1は、本発明に係る燃料電池システムの第1実施形態を示す概略構成図である。この燃料電池システムは、燃料電池車両の車載発電システムの他に、例えば定置用発電システムへの適用も可能である。
次に、図6及び図7を参照しながら、制御装置50による燃料電池起動時におけるFC入口バルブ25の他の実施形態に係る制御フローについて、該FC入口バルブ25に開度可変式電磁弁が用いられているものとして説明する。なお、図6における弁装置は、本実施形態ではFC入口バルブ25である。
次に、図8を参照しながら、制御装置50による燃料電池起動時におけるFC入口バルブ25のさらに他の実施形態に係る制御フローについて、上記第2実施形態と同様に、該FC入口バルブ25に開度可変式電磁弁が用いられているものとして説明する。なお、図8における弁装置は、本実施形態ではFC入口バルブ25である。
次に、図9を参照しながら、制御装置50による燃料電池起動時におけるFC入口バルブ25のさらに他の実施形態に係る制御フローについて、上記第2実施形態及び第3実施形態と同様に、該FC入口バルブ25に開度可変式電磁弁が用いられているものとして説明する。なお、図9における弁装置は、本実施形態ではFC入口バルブ25である。
図10は、本発明に係る燃料電池システムの第5実施形態を示す概略構成図である。以下、図1に示した上記第1実施形態〜第4実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付すと共にその説明を省略するものとし、上記第1実施形態に対する構成および効果の相違点を中心に説明する。
また、図11に示すように、図10における切替弁61、通路32a,32b、絞り装置62に代えて、配管32のシャットバルブ21−レギュレータバルブ23間に、制御装置50によって上下流間の絞りを可変制御することが可能な可変絞り装置71を配設してもよい。
本実施形態と上記第1実施形態〜第4実施形態との主たる相違点は、これら各実施形態では、FC入口バルブ25の下流圧が加圧完了圧力以下であるときに、燃料電池入口バルブ25の開度を制御して急加圧を抑制していたのに対し、本実施形態では、燃料電池入口バルブ25の開度を制御する代わりに、水素タンク20の元弁であるシャットバルブ21の開度を制御することによって、急加圧を抑制することにある。
上記第1実施形態〜第7実施形態に係る燃料電池システムにおいては、配管32,36上に設置された各弁装置(シャットバルブ21,開閉バルブ24,FC入口バルブ25,調圧バルブ44等)の開度や、配管36に設置されたコンプレッサ41の作動量を協調制御してもよい。
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明の範囲に含まれるものである。
Claims (12)
- 反応ガスの供給を受けて発電し反応オフガスを排出する燃料電池と、前記反応ガスまたは前記反応オフガスが流通するガス通路と、該ガス通路上に設置された弁装置と、該弁装置の開度を制御する制御装置と、を備えた燃料電池システムにおいて、
前記制御装置は、前記弁装置の上流側のガス通路内のガス圧が増加する際は、前記弁装置の上流のガス圧が所定圧に達したことを条件に前記弁装置の下流の加圧を開始し、前記弁装置の下流の圧力の大きさが所定圧以下であるとき又は前記弁装置の上流と下流の差圧の大きさが所定値以上であるときに該差圧が漸減して前記弁装置の下流が徐々に加圧されるように前記弁装置の開度を制御する燃料電池システム。 - 前記差圧が大きいほど、前記弁装置の時間当たりの開度面積変化量を小さくする、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記弁装置は、開閉式電磁弁または開度可変式電磁弁の少なくとも一方である、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記弁装置が開閉式電磁弁の場合に、デューティ制御により当該弁装置の開度面積を変化させる、請求項3に記載の燃料電池システム。
- 前記弁装置は、前記ガス通路上に設けられた調圧弁の下流に設けられた電磁弁である、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記弁装置の下流圧に基づいて、当該弁装置の時間当たりの開度面積変化量を設定する、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記弁装置が前記ガス通路に接続された高圧ガスタンクの元弁である、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記ガス通路上に直列に複数の前記弁装置を備え、上流側弁装置の開閉状態に対応して、下流側弁装置の開度面積を制御する、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池のアノード側に供給されるガス圧とカソード側に供給されるガス圧とを協調制御する、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記ガス通路の一部が互いに並列な通路であって、その一方を他方の通路に比べて圧力損失の大きな通路とし、前記差圧が所定値以上のときは、前記弁装置の開度を制御することに代えて、前記圧力損失の大きな通路を使用する、請求項1又は2に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池が電解質膜をその両側からアノード電極とカソード電極とで狭持してなる、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記制御装置は、前記燃料電池の起動時に、前記弁装置の開度を連続的または断続的に開度面積が増加するように制御する、請求項1に記載の燃料電池システム。
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