JP5144152B2 - Discharge system - Google Patents

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Description

本発明は、発電停止後において、燃料電池スタックを放電させる放電システムに関する。   The present invention relates to a discharge system for discharging a fuel cell stack after power generation is stopped.

近年、水素(燃料ガス)がアノードに、酸素(酸化剤ガス)がカソードに、それぞれ供給されることで、電気化学反応が生じ発電する固体高分子型燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell:PEFC)等の燃料電池の開発が盛んである。燃料電池は、その発電電力によって走行する燃料電池自動車や、家庭用電源など広範囲で適用されつつあり、今後もその適用範囲の拡大が期待されている。   In recent years, a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) that generates electricity by generating an electrochemical reaction by supplying hydrogen (fuel gas) to the anode and oxygen (oxidant gas) to the cathode, etc. The development of fuel cells is thriving. Fuel cells are being applied in a wide range, such as fuel cell vehicles that run on the power generated by them, and household power supplies.

ところが、このような燃料電池において、その発電停止後に、MEA(Membrane Electrode Assembly:膜電極接合体)の両側に水素及び空気が存在すると、各単セルにおいて、OCV(Open Circuit Voltage:開回路電圧)が発生する。そうすると、このOCVに基づいて、各単セル内に電流が流れてしまい、このように電流が流れると、単セルが劣化する虞がある。   However, in such a fuel cell, when hydrogen and air are present on both sides of the MEA (Membrane Electrode Assembly) after the power generation is stopped, in each single cell, OCV (Open Circuit Voltage) Will occur. Then, based on this OCV, a current flows in each single cell, and if the current flows in this way, the single cell may be deteriorated.

そこで、このようなOCVの発生を防止するため、発電停止後において、燃料電池スタックを放電させ、内部に残存する水素及び空気を消費し、OCVを低下させる技術が提案されている(特許文献1参照)。   Therefore, in order to prevent the occurrence of such OCV, a technique has been proposed in which the fuel cell stack is discharged after hydrogen generation is stopped, hydrogen and air remaining in the interior are consumed, and OCV is reduced (Patent Document 1). reference).

特開2004−165028号公報JP 2004-165028 A

しかしながら、燃料電池スタックの発電停止後に、燃料電池スタックを単に放電させたのみでは、燃料電池スタック内の水素、空気を完全に消費することができず、放電後にOCVが再び上昇するときがあった。   However, simply by discharging the fuel cell stack after stopping the power generation of the fuel cell stack, hydrogen and air in the fuel cell stack cannot be completely consumed, and the OCV sometimes rises again after the discharge. .

そこで、本発明は、発電停止後に、燃料電池スタックを好適に放電することが可能な放電システムを提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the discharge system which can discharge a fuel cell stack suitably after a power generation stop.

前記課題を解決するための手段として、本発明は、複数の単セルが直列で接続された燃料電池スタックが発電停止した後、当該燃料電池スタックに残存する反応ガスにより生成する電圧を低下させるため、当該燃料電池スタックを放電させる放電手段と、前記燃料電池スタックの発電停止後において、所定のタイミングで、その後の放電量を算出する放電量算出手段と、前記算出された放電電力量と、放電を開始するべき基準となる所定放電量とに基づいて、放電を実行するか否かを判定する放電実行判定手段と、前記放電実行判定手段が放電を実行すると判定した場合、放電を開始するように前記放電手段を制御する開始制御手段と、を備えたことを特徴とする放電システムである。   As means for solving the above-mentioned problem, the present invention reduces the voltage generated by the reaction gas remaining in the fuel cell stack after the power generation of the fuel cell stack in which a plurality of single cells are connected in series is stopped. A discharge means for discharging the fuel cell stack; a discharge amount calculating means for calculating a subsequent discharge amount at a predetermined timing after the power generation of the fuel cell stack is stopped; the calculated discharge power amount; Discharge execution determining means for determining whether or not to perform discharge based on a predetermined discharge amount serving as a reference for starting discharge, and when the discharge execution determining means determines to execute discharge, discharge is started. And a start control means for controlling the discharge means.

このような放電システムによれば、燃料電池スタックの発電停止後において、所定のタイミングで繰り返して、放電量算出手段がその後の放電量を算出する。そして、放電実行判定手段が、この算出された放電量と、予め定められた所定放電量(後記する実施形態では0)とに基づいて、放電を実行するか否かを判定する。次いで、放電実行判定手段が放電を実行すると判定した場合、開始制御手段が放電を開始するように放電手段を制御するので、燃料電池スタックは放電されると共に、これに残存する反応ガスは消費され、単セルの電圧が下がる。   According to such a discharge system, after the power generation of the fuel cell stack is stopped, the discharge amount calculation means calculates the subsequent discharge amount repeatedly at a predetermined timing. Then, the discharge execution determination means determines whether or not to execute discharge based on the calculated discharge amount and a predetermined discharge amount (0 in the embodiment described later). Next, when the discharge execution determination unit determines to execute the discharge, the start control unit controls the discharge unit so as to start the discharge, so that the fuel cell stack is discharged and the remaining reaction gas is consumed. The voltage of the single cell decreases.

すなわち、燃料電池スタックの放電後に、OCV(スタック全体の電圧、単セルの電圧)が再び上昇したとしても、放電量算出手段が、発電停止後において所定のタイミングで継続的に、その後の放電量を算出し、この放電量に基づいて放電の実行判定を行い、そして、この判定結果に基づいて、放電を開始させるので、燃料電池スタックを好適に放電させることができる。   That is, even if the OCV (the voltage of the entire stack, the voltage of a single cell) rises again after the fuel cell stack is discharged, the discharge amount calculation means continuously performs the subsequent discharge amount at a predetermined timing after the power generation is stopped. Is calculated, discharge is determined based on the amount of discharge, and discharge is started based on the determination result, so that the fuel cell stack can be suitably discharged.

前記放電システムにおいて、前記放電量算出手段は、前記燃料電池スタックの発電停止後からの経過時間及び放電回数の少なくとも一方に基づいて、その後の放電量を補正することが好ましい。  In the discharge system, it is preferable that the discharge amount calculation unit corrects the subsequent discharge amount based on at least one of an elapsed time after the power generation stop of the fuel cell stack and the number of discharges.

このような放電システムによれば、放電量算出手段が、燃料電池スタックの発電停止後からの経過時間及び放電回数の少なくとも一方に基づいて、その後の放電量を補正するので、その後の放電量を適切に算出することができる。なお、燃料電池スタックの発電停止後からの経過時間が長くなる場合、放電回数が多くなる場合、その後の放電量が小さくなるように補正することが好ましい。  According to such a discharge system, the discharge amount calculating means corrects the subsequent discharge amount based on at least one of the elapsed time after the power generation stop of the fuel cell stack and the number of discharges. It can be calculated appropriately. In addition, when the elapsed time after the power generation stop of a fuel cell stack becomes long, when the frequency | count of discharge increases, it is preferable to correct | amend so that the subsequent discharge amount may become small.

前記放電システムにおいて、前記放電量算出手段は、前記燃料電池スタックの温度及び湿度の少なくとも一方に基づいて、その後の放電量を補正することが好ましい。  In the discharge system, it is preferable that the discharge amount calculation unit corrects the subsequent discharge amount based on at least one of temperature and humidity of the fuel cell stack.

このような放電システムによれば、放電量算出手段が、燃料電池スタックの温度及び湿度の少なくとも一方に基づいて、その後の放電量を補正するので、その後の放電量を適切に算出することができる。なお、燃料電池スタックの温度及び湿度の少なくとも一方が高くなる場合、その後の放電量が大きくなるように補正することが好ましい。  According to such a discharge system, since the discharge amount calculation means corrects the subsequent discharge amount based on at least one of the temperature and the humidity of the fuel cell stack, the subsequent discharge amount can be appropriately calculated. . In addition, when at least one of the temperature and humidity of the fuel cell stack increases, it is preferable to correct so that the subsequent discharge amount increases.

前記放電システムにおいて、前記放電手段による放電の実行中に、前記単セル又は所定数の単セルの現在の電圧が、所定電圧以下であるか否かを判定する電圧判定手段と、前記現在の電圧が前記所定電圧以下である場合、放電を停止するように前記放電手段を制御する停止制御手段と、を備えたことが好ましい。  In the discharge system, during execution of discharge by the discharge means, voltage determination means for determining whether a current voltage of the single cell or a predetermined number of single cells is equal to or lower than a predetermined voltage, and the current voltage When the voltage is equal to or lower than the predetermined voltage, it is preferable to include stop control means for controlling the discharge means so as to stop discharge.

このような放電システムによれば、電圧判定手段が、放電手段による燃料電池スタックの放電中に、単セル又は所定数の単セルの現在の電圧が、放電を停止するべき所定電圧以下であるか否かを判定する。そして、現在の電圧が所定電圧以下である場合、停止制御手段が、放電を停止するように放電手段を制御するので、燃料電池スタックの放電が停止する。これにより、燃料電池スタックが過放電することを防止できる。  According to such a discharge system, during the discharge of the fuel cell stack by the discharge means, whether the current voltage of the single cell or the predetermined number of single cells is equal to or lower than the predetermined voltage at which the discharge should be stopped. Determine whether or not. When the current voltage is equal to or lower than the predetermined voltage, the stop control unit controls the discharge unit to stop the discharge, so that the discharge of the fuel cell stack is stopped. This can prevent the fuel cell stack from being overdischarged.

本発明によれば、発電停止後に、燃料電池スタックを好適に放電することが可能な放電システムを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a discharge system capable of suitably discharging the fuel cell stack after power generation is stopped.

以下、本発明の一実施形態について、図1から図6を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

≪燃料電池システムの構成≫
図1に示す燃料電池システム1には、本発明に係る放電システムが組み込まれており、図示しない燃料電池自動車(移動体)に搭載されている。
燃料電池システム1は、燃料電池スタック10と、セル電圧モニタ13と、燃料電池スタック10のアノードに対して水素(燃料ガス、反応ガス)を給排するアノード系と、燃料電池スタック10のカソードに対して酸素を含む空気(酸化剤ガス、反応ガス)を給排するカソード系と、燃料電池スタック10の掃気時にカソード系からアノード系に掃気ガス(非加湿の空気)を導く掃気系と、燃料電池スタック10の発電電力を消費等する電力消費系と、発電停止後に燃料電池スタック10を放電(ディスチャージ)させる放電回路(放電手段)と、IG71(イグニッション)と、これらを電子制御するECU80(Electronic Control Unit、電子制御装置)と、を備えている。
≪Configuration of fuel cell system≫
A fuel cell system 1 shown in FIG. 1 incorporates a discharge system according to the present invention and is mounted on a fuel cell vehicle (moving body) (not shown).
The fuel cell system 1 includes a fuel cell stack 10, a cell voltage monitor 13, an anode system that supplies and discharges hydrogen (fuel gas and reactive gas) to and from the anode of the fuel cell stack 10, and a cathode of the fuel cell stack 10. A cathode system that supplies and discharges oxygen-containing air (oxidant gas, reactive gas), a scavenging system that guides scavenging gas (non-humidified air) from the cathode system to the anode system when scavenging the fuel cell stack 10, and fuel A power consumption system that consumes the generated power of the battery stack 10, a discharge circuit (discharge means) that discharges the fuel cell stack 10 after power generation is stopped, an IG 71 (ignition), and an ECU 80 (Electronic) that electronically controls these Control Unit, electronic control device).

<燃料電池スタック>
燃料電池スタック10は、複数(例えば200〜400枚)の固体高分子型の単セルが積層して構成されたスタックであり、複数の単セルは電気的に直列で接続されている。単セルは、MEAと、これを挟む2枚の導電性を有するセパレータと、を備えている。MEAは、1価の陽イオン交換膜等からなる電解質膜(固体高分子膜)と、これを挟むアノード及びカソードとを備えている。
<Fuel cell stack>
The fuel cell stack 10 is a stack formed by stacking a plurality of (for example, 200 to 400) solid polymer type single cells, and the plurality of single cells are electrically connected in series. The single cell includes an MEA and two conductive separators sandwiching the MEA. The MEA includes an electrolyte membrane (solid polymer membrane) made of a monovalent cation exchange membrane or the like, and an anode and a cathode sandwiching the electrolyte membrane.

アノード及びカソードは、カーボンペーパ等の導電性を有する多孔質体から主に構成されると共に、アノード及びカソードにおける電極反応を生じさせるための触媒(Pt、Ru等)を含んでいる。   The anode and cathode are mainly composed of a conductive porous material such as carbon paper, and contain a catalyst (Pt, Ru, etc.) for causing an electrode reaction in the anode and cathode.

各セパレータには、各MEAの全面に水素又は空気を供給するための溝や、全単セルに水素又は空気を給排するための貫通孔が形成されており、これら溝及び貫通孔がアノード流路11(燃料ガス流路)、カソード流路12(酸化剤ガス流路)として機能している。
そして、アノード流路11を介して各アノードに水素が供給され、カソード流路12を介して各カソードに空気が供給されると、電極反応が起こり、各単セルでOCVが発生するようになっている。次いで、OCVが所定OCV以上となった状態で、発電要求があり、後記するFCコンタクタ52がONされ、電流が取り出されると、燃料電池スタック10が発電するようになっている。
Each separator is formed with a groove for supplying hydrogen or air to the entire surface of each MEA, and through holes for supplying and discharging hydrogen or air to all single cells. It functions as a channel 11 (fuel gas channel) and a cathode channel 12 (oxidant gas channel).
Then, when hydrogen is supplied to each anode via the anode flow path 11 and air is supplied to each cathode via the cathode flow path 12, an electrode reaction occurs and OCV is generated in each single cell. ing. Next, when the OCV is equal to or higher than the predetermined OCV, there is a power generation request, the FC contactor 52 described later is turned on, and the current is taken out, the fuel cell stack 10 generates power.

<セル電圧モニタ>
セル電圧モニタ13は、燃料電池スタック10を構成する複数の単セル毎の電圧(セル電圧)を検出する機器であり、モニタ本体と、モニタ本体と各単セルとを接続するワイヤハーネスとを備えている。
そして、モニタ本体は、所定周期で全単セルをスキャニングし、各単セルのセル電圧を検出し、最低セル電圧V11、平均セル電圧V12を算出するようになっている。また、モニタ本体は、算出した最低セル電圧V11、平均セル電圧V12をECU80に出力するようになっている。
<Cell voltage monitor>
The cell voltage monitor 13 is a device that detects a voltage (cell voltage) for each of a plurality of single cells constituting the fuel cell stack 10, and includes a monitor main body and a wire harness that connects the monitor main body and each single cell. ing.
The monitor main body scans all single cells at a predetermined cycle, detects the cell voltage of each single cell, and calculates the lowest cell voltage V11 and the average cell voltage V12. The monitor body outputs the calculated minimum cell voltage V11 and average cell voltage V12 to the ECU 80.

<アノード系>
アノード系は、水素タンク21と、遮断弁22と、圧力センサ23と、温度センサ24と、水素センサ25と、湿度センサ26とを備えている。
水素タンク21は、配管21a、遮断弁22、配管22aを介して、アノード流路11の入口に接続されている。そして、ECU80からの指令によって遮断弁22が開かれると、水素が、水素タンク21から、遮断弁22等を経由して、アノード流路11に供給されるようになっている。
アノード流路11の出口は、配管22bに接続されており、アノード流路11から排出されたアノードオフガスは、配管22bを介して、外部に排出されるようになっている。
<Anode system>
The anode system includes a hydrogen tank 21, a shut-off valve 22, a pressure sensor 23, a temperature sensor 24, a hydrogen sensor 25, and a humidity sensor 26.
The hydrogen tank 21 is connected to the inlet of the anode flow path 11 via a pipe 21a, a shutoff valve 22, and a pipe 22a. When the shutoff valve 22 is opened by a command from the ECU 80, hydrogen is supplied from the hydrogen tank 21 to the anode flow path 11 via the shutoff valve 22 and the like.
The outlet of the anode flow path 11 is connected to a pipe 22b, and the anode off gas discharged from the anode flow path 11 is discharged to the outside through the pipe 22b.

圧力センサ23、温度センサ24、水素センサ25及び湿度センサ26は、配管22bに設けられている。
そして、圧力センサ23は、アノード流路11内の圧力を検出し、ECU80に出力するようになっている。ただし、圧力センサ23の位置はこれに限定されず、例えば、配管22aに設けられてもよい。
The pressure sensor 23, the temperature sensor 24, the hydrogen sensor 25, and the humidity sensor 26 are provided in the pipe 22b.
The pressure sensor 23 detects the pressure in the anode flow path 11 and outputs it to the ECU 80. However, the position of the pressure sensor 23 is not limited to this, and may be provided in the pipe 22a, for example.

温度センサ24は、配管22b内の温度を、燃料電池スタック10の温度として検出し、ECU80に出力するようになっている。ただし、温度センサ24の位置はこれに限定されず、例えば、配管31bに設けられてもよい。   The temperature sensor 24 detects the temperature in the pipe 22 b as the temperature of the fuel cell stack 10 and outputs it to the ECU 80. However, the position of the temperature sensor 24 is not limited to this, and may be provided in the pipe 31b, for example.

水素センサ25は、配管22b内、つまり、アノード流路11内の水素濃度を検出し、ECU80に出力するようになっている。ただし、水素センサ25の位置はこれに限定されず、例えば、配管22aに設けられてもよい。   The hydrogen sensor 25 detects the hydrogen concentration in the pipe 22b, that is, in the anode flow path 11, and outputs it to the ECU 80. However, the position of the hydrogen sensor 25 is not limited to this, and may be provided in the pipe 22a, for example.

湿度センサ26は、配管22b内、つまり、アノード流路11内の湿度を検出し、ECU80に出力するようになっている。ただし、湿度センサ26の位置はこれに限定されず、例えば、燃料電池スタック10内に組み込まれた構成でもよい。   The humidity sensor 26 detects the humidity in the pipe 22b, that is, in the anode flow path 11, and outputs the detected humidity to the ECU 80. However, the position of the humidity sensor 26 is not limited to this. For example, a configuration in which the humidity sensor 26 is incorporated in the fuel cell stack 10 may be used.

<カソード系>
カソード系は、コンプレッサ31を備えている。
コンプレッサ31は、配管31aを介して、カソード流路12の入口に接続されている。そして、ECU80の指令に従ってコンプレッサ31が作動すると、酸素を含む空気が取り込まれ、カソード流路12に供給されるようになっている。
なお、コンプレッサ31は、後記するFCコンタクタ52と負荷51との間において、燃料電池スタック10に対して、負荷51及び高圧バッテリ54と並列で接続されており、燃料電池スタック10の発電電力、及び/又は、高圧バッテリ54の充電電力により作動するようになっている。
<Cathode system>
The cathode system includes a compressor 31.
The compressor 31 is connected to the inlet of the cathode channel 12 via a pipe 31a. When the compressor 31 is operated in accordance with a command from the ECU 80, air containing oxygen is taken in and supplied to the cathode channel 12.
The compressor 31 is connected to the fuel cell stack 10 in parallel with the load 51 and the high voltage battery 54 between the FC contactor 52 and the load 51, which will be described later, and the generated power of the fuel cell stack 10 and Alternatively, the operation is performed by the charging power of the high voltage battery 54.

また、配管31aには加湿器(図示しない)が設けられており、カソード流路12に供給される空気が適宜に加湿されるようになっている。   Further, the pipe 31a is provided with a humidifier (not shown) so that the air supplied to the cathode channel 12 is appropriately humidified.

カソード流路12の出口は、配管31bに接続されており、カソード流路12から排出されたカソードオフガスは、配管31bを介して、外部に排出されるようになっている。   The outlet of the cathode channel 12 is connected to the pipe 31b, and the cathode off gas discharged from the cathode channel 12 is discharged to the outside through the pipe 31b.

<掃気系>
掃気系は、発電停止後における燃料電池スタック10の掃気時に、コンプレッサ31からの掃気ガス(非加湿の空気)を、カソード系からアノード系に導く系であり、常閉型の掃気弁41を備えている。
そして、配管31aは、配管41a、掃気弁41、配管41bを介して、配管22aに接続されており、コンプレッサ31が作動したまま、ECU80の指令により掃気弁41が開かれると、コンプレッサ31からの掃気ガスがアノード流路11及びカソード流路12に導入されるようになっている。
<Scavenging system>
The scavenging system is a system that guides the scavenging gas (non-humidified air) from the compressor 31 from the cathode system to the anode system when scavenging the fuel cell stack 10 after power generation is stopped, and includes a normally closed scavenging valve 41. ing.
The piping 31a is connected to the piping 22a via the piping 41a, the scavenging valve 41, and the piping 41b. When the scavenging valve 41 is opened by a command from the ECU 80 while the compressor 31 is operating, the piping 31a A scavenging gas is introduced into the anode channel 11 and the cathode channel 12.

<電力消費系>
電力消費系は、燃料電池スタック10の発電電力を消費等する系であって、燃料電池自動車の動力源となる走行モータを含む負荷51と、ON/OFFスイッチであるFCコンタクタ52と、電圧センサ53と、電力を充放電可能な高圧バッテリ54とを備えている。
<Power consumption system>
The power consumption system is a system that consumes the generated power of the fuel cell stack 10, and includes a load 51 including a travel motor that is a power source of the fuel cell vehicle, an FC contactor 52 that is an ON / OFF switch, and a voltage sensor. 53 and a high voltage battery 54 capable of charging and discharging electric power.

負荷51は、FCコンタクタ52を介して、燃料電池スタック10の出力端子に接続されている。そして、燃料電池スタック10に所定のOCVが発生している状態で、負荷51とFCコンタクタ52との間に配置され、燃料電池スタック10の出力を制御する図示しないVCU(Voltage Control Unit)がECU80により適宜に制御されると、燃料電池スタック10が発電するようになっている。
一方、FCコンタクタ52がOFFされると、燃料電池スタック10と負荷51との電気的接続が遮断され、燃料電池スタック10の発電が停止する。なお、ここでは、FCコンタクタ52のOFF時を燃料電池スタック10の発電停止時とする。
The load 51 is connected to the output terminal of the fuel cell stack 10 via the FC contactor 52. In a state where a predetermined OCV is generated in the fuel cell stack 10, a VCU (Voltage Control Unit) (not shown) that is disposed between the load 51 and the FC contactor 52 and controls the output of the fuel cell stack 10 is provided in the ECU 80. The fuel cell stack 10 generates power when appropriately controlled by the above.
On the other hand, when the FC contactor 52 is turned off, the electrical connection between the fuel cell stack 10 and the load 51 is cut off, and the power generation of the fuel cell stack 10 is stopped. Here, the time when the FC contactor 52 is OFF is the time when the power generation of the fuel cell stack 10 is stopped.

電圧センサ53は、燃料電池スタック10とFCコンタクタ52との間で、燃料電池スタック10の全体の電圧(スタック電圧)を検出するように配置されると共に、検出したスタック電圧をECU80に出力するようになっている。   The voltage sensor 53 is arranged between the fuel cell stack 10 and the FC contactor 52 so as to detect the entire voltage (stack voltage) of the fuel cell stack 10 and outputs the detected stack voltage to the ECU 80. It has become.

高圧バッテリ54は、負荷51とFCコンタクタ52と間で、FCコンタクタ52に対して、負荷51と並列で接続されており、燃料電池スタック10の余剰電力を充電したり、燃料電池スタック10をアシストするようになっている。   The high voltage battery 54 is connected between the load 51 and the FC contactor 52 in parallel to the FC contactor 52 in parallel with the load 51, and charges the surplus power of the fuel cell stack 10 or assists the fuel cell stack 10. It is supposed to be.

また、負荷51とFCコンタクタ52との間には、高圧電力を降圧するDC/DCコンバータ(図示しない)が接続されている。そして、遮断弁22、ECU80等は、この降圧された電力により作動するようになっている。   Further, a DC / DC converter (not shown) for stepping down the high voltage power is connected between the load 51 and the FC contactor 52. The shut-off valve 22, the ECU 80, etc. are operated by this reduced power.

<放電回路>
放電回路は、燃料電池スタック10の発電停止後(FCコンタクタ52のOFF後)に、燃料電池スタック10を放電(ディスチャージ)させて、内部に残存する水素及び空気を消費し、スタック電圧及びセル電圧を低下させる回路であり、放電用の抵抗(放電抵抗61、ディスチャージ抵抗)と、ON/OFFスイッチである放電コンタクタ62とを備えている。
<Discharge circuit>
The discharge circuit discharges the fuel cell stack 10 after the power generation of the fuel cell stack 10 is stopped (after the FC contactor 52 is turned off), and consumes hydrogen and air remaining in the stack, and the cell voltage. The circuit includes a discharge resistor (discharge resistor 61, discharge resistor) and a discharge contactor 62 that is an ON / OFF switch.

放電抵抗61は、燃料電池スタック10とFCコンタクタ52との間で、燃料電池スタック10に対して、FCコンタクタ52と並列で接続されている。そして、放電コンタクタ62は、放電抵抗を含む並列回路上に配置されると共に、ECU80の指令によりON/OFFされるようになっている。   The discharge resistor 61 is connected in parallel with the FC contactor 52 to the fuel cell stack 10 between the fuel cell stack 10 and the FC contactor 52. The discharge contactor 62 is arranged on a parallel circuit including a discharge resistor, and is turned on / off by a command from the ECU 80.

<IG>
IG71は、燃料電池自動車及び燃料電池システム1の起動スイッチであり、運転席周りに設けられている。また、IG71はECU80と接続されており、ECU80はIG71のON/OFF信号を検知するようになっている。
<IG>
The IG 71 is a start switch for the fuel cell vehicle and the fuel cell system 1 and is provided around the driver's seat. Moreover, IG71 is connected with ECU80, and ECU80 detects the ON / OFF signal of IG71.

<ECU>
ECU80は、燃料電池システム1を電子制御する制御装置であり、CPU、ROM、RAM、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って、各種機能を発揮し、各種処理を実行するようになっている。
<ECU>
The ECU 80 is a control device that electronically controls the fuel cell system 1 and includes a CPU, a ROM, a RAM, various interfaces, an electronic circuit, and the like, and exhibits various functions according to programs stored therein. However, various processes are executed.

ECU80は、遮断弁22、コンプレッサ31、FCコンタクタ52を適宜に制御して、燃料電池スタック10を発電開始、発電停止させる機能を備えている。また、ECU80は、発電停止後に、掃気弁41を開き、燃料電池スタック10を掃気する機能を備えている。   The ECU 80 has a function of appropriately controlling the shut-off valve 22, the compressor 31, and the FC contactor 52 to start and stop power generation of the fuel cell stack 10. Further, the ECU 80 has a function of opening the scavenging valve 41 and scavenging the fuel cell stack 10 after power generation is stopped.

<ECU−放電量算出機能>
また、ECU80(放電量算出手段)は、燃料電池スタック10の発電停止後、所定のタイミングで(詳細には放電停止から所定時間Δtの経過後)、繰り返して、現在のセル電圧(最低セル電圧V11、平均セル電圧V12)、アノード流路の圧力、アノード流路の水素濃度(ガス濃度)、スタック電圧の少なくとも1つと、図3のマップとに基づいて、燃料電池スタック10のその後に放電可能な放電量を算出する機能を備えている。
なお、図3のマップは、事前試験等により求められ、ECU80に予め記憶されている。図3に示すように、セル電圧、アノード流路の圧力、水素濃度、スタック電圧が高くなると、アノード流路11に残存する水素は多いと推定されるので、その後の放電量が大きくなる関係となっている。
<ECU-discharge amount calculation function>
The ECU 80 (discharge amount calculation means) repeatedly repeats the current cell voltage (minimum cell voltage) at a predetermined timing (specifically, after a predetermined time Δt has elapsed since the discharge stop) after the fuel cell stack 10 stops generating power. V11, average cell voltage V12), anode channel pressure, anode channel hydrogen concentration (gas concentration), stack voltage and at least one of the stack voltage and the map of FIG. It has a function to calculate the correct discharge amount.
Note that the map of FIG. 3 is obtained by a preliminary test or the like and stored in the ECU 80 in advance. As shown in FIG. 3, when the cell voltage, the anode channel pressure, the hydrogen concentration, and the stack voltage increase, it is estimated that a large amount of hydrogen remains in the anode channel 11, so that the subsequent discharge amount increases. It has become.

さらに、ECU80は、IG71のOFF後の経過時間及び放電回数の少なくとも一方と、図4のマップとに基づいて補正係数Aを算出し、放電量を補正する機能を備えている。
なお、図4のマップは、事前試験等により求められ、ECU80に予め記憶されている。図4に示すように、IG71のOFF後の経過時間が長く、放電回数が大きくなると、アノード流路11に残存する水素が少なくなると推定されるので、補正係数Aが小さくなる関係となっている。
すなわち、残存する水素が少ない場合において、通常に放電させてしまうと、一部の単セルの電圧が逆転し、この単セルの劣化が進んでしまう虞があるが、このように、IG71のOFF後の経過時間が長く、放電回数が大きくなると、放電量が小さくなるように補正される設定とすることで、単セルの劣化を防止できるようになっている。
Furthermore, the ECU 80 has a function of calculating the correction coefficient A based on at least one of the elapsed time after the IG 71 is turned off and the number of discharges and the map of FIG. 4 and correcting the discharge amount.
Note that the map of FIG. 4 is obtained by a preliminary test or the like and stored in the ECU 80 in advance. As shown in FIG. 4, when the elapsed time after turning off the IG 71 is long and the number of discharges is large, it is estimated that the amount of hydrogen remaining in the anode flow path 11 is small, and therefore the correction coefficient A is small. .
In other words, when there is little remaining hydrogen, if the battery is normally discharged, the voltage of some of the single cells may be reversed and the deterioration of the single cells may progress. When the subsequent elapsed time is long and the number of discharges is increased, the single cell can be prevented from being deteriorated by setting so as to reduce the discharge amount.

さらにまた、ECU80は、現在の燃料電池スタック10の温度、及び、アノード流路11の湿度の少なくとも一方と、図5のマップとに基づいて補正係数Bを算出し、放電量を補正する機能を備えている。
なお、図5のマップは、事前試験等により求められ、ECU80に予め記憶されている。図5に示すように、燃料電池スタック10の温度が高く、アノード流路11の湿度が高くなると、残存する水素、空気により、単セル内で電流が流れ、単セルが劣化しやすくなると考えられるので、補正係数Bが大きくなる関係となっている。
Furthermore, the ECU 80 has a function of calculating a correction coefficient B based on at least one of the current temperature of the fuel cell stack 10 and the humidity of the anode flow path 11 and the map of FIG. 5 and correcting the discharge amount. I have.
Note that the map of FIG. 5 is obtained by a preliminary test or the like and stored in the ECU 80 in advance. As shown in FIG. 5, when the temperature of the fuel cell stack 10 is high and the humidity of the anode flow path 11 is high, it is considered that current flows in the single cell due to the remaining hydrogen and air, and the single cell is likely to deteriorate. Therefore, the correction coefficient B is increased.

<ECU−放電実行判定機能>
また、ECU80(放電実行判定手段)は、前記したように算出、補正された放電量と、放電を開始するべき基準となる所定放電量である0とを比較して、放電を実行するか否かを判定する機能を備えている。ただし、所定放電量は0に限定されず、例えば0に近い値や、単セルの劣化を抑制できると判断される量に設定することができる。
<ECU—Discharge execution determination function>
Further, the ECU 80 (discharge execution determining means) compares the discharge amount calculated and corrected as described above with 0, which is a predetermined discharge amount serving as a reference for starting discharge, and determines whether or not to execute discharge. It has a function to determine whether. However, the predetermined discharge amount is not limited to 0, and can be set to, for example, a value close to 0 or an amount that can be determined to suppress deterioration of a single cell.

<ECU−開始制御機能、停止制御機能>
さらに、ECU80(開始制御手段)は、前記したように放電を実行すると判定された場合、放電コンタクタ62をONし、燃料電池スタック10の放電を開始させる機能を備えている。
また、ECU80(停止制御手段)は、後記するように最低セル電圧V11が所定電圧V1以下であると判定された場合、放電コンタクタ62をOFFし、燃料電池スタック10の放電を停止させる機能を備えている。
<ECU—start control function, stop control function>
Further, the ECU 80 (start control means) has a function of turning on the discharge contactor 62 and starting the discharge of the fuel cell stack 10 when it is determined to perform the discharge as described above.
The ECU 80 (stop control means) has a function of turning off the discharge contactor 62 and stopping the discharge of the fuel cell stack 10 when it is determined that the minimum cell voltage V11 is equal to or lower than the predetermined voltage V1, as will be described later. ing.

<ECU−電圧判定機能>
また、ECU80は、燃料電池スタック10の放電中、現在の最低セル電圧V11が所定電圧V1以下であるか否かを判定する機能を備えている。所定電圧V1は、最低セル電圧V11が負となることを防止するため、例えば、0Vに近い電圧に設定される。
<ECU-voltage determination function>
Further, the ECU 80 has a function of determining whether or not the current lowest cell voltage V11 is equal to or lower than a predetermined voltage V1 during the discharge of the fuel cell stack 10. The predetermined voltage V1 is set to a voltage close to 0 V, for example, in order to prevent the lowest cell voltage V11 from becoming negative.

≪燃料電池システムの動作及び運転方法≫
次に、図2を参照して、燃料電池システム1の動作を、ECU80に設定されたプログラム(フローチャート)の流れと共に説明する。
なお、IG71がOFFされると、図2のフローチャートに示す処理がスタートする。また、IG71のOFF前(初期状態)において、遮断弁22は開かれ、コンプレッサ31は作動し、FCコンタクタ52はONされており、燃料電池スタック10は発電している。
≪Operation and operation method of fuel cell system≫
Next, with reference to FIG. 2, the operation of the fuel cell system 1 will be described together with the flow of a program (flow chart) set in the ECU 80.
When the IG 71 is turned off, the processing shown in the flowchart of FIG. 2 starts. Before the IG 71 is turned off (initial state), the shutoff valve 22 is opened, the compressor 31 is operated, the FC contactor 52 is turned on, and the fuel cell stack 10 is generating power.

ステップS101において、ECU80は、燃料電池スタック10の発電を停止する。具体的には、ECU80は、遮断弁22を閉じ、FCコンタクタ52をOFFする。なお、コンプレッサ31は作動したままであり、FCコンタクタ52のOFF後は、高圧バッテリ54を電源として作動する。   In step S101, the ECU 80 stops power generation of the fuel cell stack 10. Specifically, the ECU 80 closes the cutoff valve 22 and turns off the FC contactor 52. Note that the compressor 31 remains activated, and operates with the high voltage battery 54 as a power source after the FC contactor 52 is turned off.

ステップS102において、ECU80は、燃料電池スタック10を掃気する。具体的には、ECU80は、コンプレッサ31を作動させたまま、掃気弁41を開き、掃気ガス(非加湿の空気)をアノード流路11及びカソード流路12に導入する。これにより、アノード流路11及びカソード流路12内の水分(水蒸気等)は外部に押し出されると共に、掃気ガス(非加湿の空気)への置換が進む。
その後、例えば、予め定められた掃気時間が経過した場合、ECU80は、コンプレッサ31を停止すると共に、掃気弁41を閉じ、燃料電池スタック10の掃気を終了する。
In step S102, the ECU 80 scavenges the fuel cell stack 10. Specifically, the ECU 80 opens the scavenging valve 41 while operating the compressor 31 and introduces the scavenging gas (non-humidified air) into the anode channel 11 and the cathode channel 12. As a result, moisture (such as water vapor) in the anode channel 11 and the cathode channel 12 is pushed out to the outside, and replacement with scavenging gas (non-humidified air) proceeds.
Thereafter, for example, when a predetermined scavenging time has elapsed, the ECU 80 stops the compressor 31, closes the scavenging valve 41, and ends scavenging of the fuel cell stack 10.

ステップS103において、ECU80は、現在のセル電圧(例えば、平均セル電圧V12)、スタック電圧、アノード流路11内の圧力、水素濃度の少なくとも1つと、図3のマップとに基づいて、燃料電池スタック10がその後に放電可能な放電量(電力量)を、算出する。なお、放電量の単位は、例えば、電力量(Wh)である。   In step S103, the ECU 80 determines the fuel cell stack based on at least one of the current cell voltage (for example, the average cell voltage V12), the stack voltage, the pressure in the anode flow path 11, the hydrogen concentration, and the map of FIG. 10 calculates a discharge amount (power amount) that can be discharged thereafter. The unit of the discharge amount is, for example, the electric energy (Wh).

そして、ECU80は、IG71(FCコンタクタ52)のOFF後の経過時間、及び、放電回数(初回の場合は0回)の少なくも一方と、図4のマップとに基づいて、補正係数Aを算出する。   The ECU 80 calculates the correction coefficient A based on at least one of the elapsed time after the IG 71 (FC contactor 52) is turned off and the number of discharges (0 in the first case) and the map of FIG. To do.

次いで、ECU80は、燃料電池スタック10の温度、及び、アノード流路11の湿度の少なくとも一方と、図5のマップに基づいて、補正係数Bを算出する。
その後、ECU80は、放電量と、補正係数Aと、補正係数Bを乗算して、放電量を補正する。
Next, the ECU 80 calculates the correction coefficient B based on at least one of the temperature of the fuel cell stack 10 and the humidity of the anode flow path 11 and the map of FIG.
Thereafter, the ECU 80 multiplies the discharge amount, the correction coefficient A, and the correction coefficient B to correct the discharge amount.

ステップS104において、ECU80は、その後、燃料電池スタック10の放電を実行する必要があるか否かを判定する。具体的には、ECU80は、補正後の放電量が0(所定放電量)よりも大きいか否かを判定する。
そして、補正後の放電量が0よりも大きい場合、燃料電池スタック10の放電を実行する必要があると判定し(S104・Yes)、ECU80の処理はステップS105に進む。一方、補正後の放電量が0よりも大きくない場合、燃料電池スタック10の放電を実行する必要がないと判定し(S104・No)、ECU80の処理はステップS108に進む。
In step S104, the ECU 80 then determines whether or not the fuel cell stack 10 needs to be discharged. Specifically, the ECU 80 determines whether or not the corrected discharge amount is greater than 0 (predetermined discharge amount).
When the corrected discharge amount is larger than 0, it is determined that the fuel cell stack 10 needs to be discharged (S104 / Yes), and the process of the ECU 80 proceeds to step S105. On the other hand, when the corrected discharge amount is not larger than 0, it is determined that it is not necessary to execute the discharge of the fuel cell stack 10 (S104, No), and the process of the ECU 80 proceeds to step S108.

ステップS105において、ECU80は、放電コンタクタ62をONし、燃料電池スタック10の放電(ディスチャージ)を開始する。そうすると、アノード流路11に残存する水素、カソード流路12に残存する空気が消費され、スタック電圧、最低セル電圧V11、平均セル電圧V12が下がる。   In step S105, the ECU 80 turns on the discharge contactor 62 and starts discharging (discharging) the fuel cell stack 10. Then, hydrogen remaining in the anode flow path 11 and air remaining in the cathode flow path 12 are consumed, and the stack voltage, the lowest cell voltage V11, and the average cell voltage V12 are lowered.

ステップS106において、ECU80は、セル電圧モニタ13から入力される現在の最低セル電圧V11が所定電圧V1以下であるか否かを判定する。
現在の最低セル電圧V11が所定電圧V1以下である場合(S106・Yes)、ECU80の処理は、ステップS107に進む。一方、現在の最低セル電圧V11が所定電圧V1以下でない場合(S106・No)、ECU80の処理はステップS106の判定を繰り返す。
In step S106, the ECU 80 determines whether or not the current lowest cell voltage V11 input from the cell voltage monitor 13 is equal to or lower than a predetermined voltage V1.
When the current lowest cell voltage V11 is equal to or lower than the predetermined voltage V1 (S106 / Yes), the process of the ECU 80 proceeds to step S107. On the other hand, when the current lowest cell voltage V11 is not equal to or lower than the predetermined voltage V1 (No in S106), the ECU 80 repeats the determination in Step S106.

ステップS107において、ECU80は、内部メモリを利用して、放電回数を1回、加算する。   In step S107, the ECU 80 adds the number of discharges once using the internal memory.

ステップS108において、ECU80は、放電コンタクタ62をOFFし、燃料電池スタック10の放電を停止する。これにより、最低セル電圧V11が所定電圧V1未満に下がることはなく、単セルの劣化等を防止することができる。
なお、ステップS104の判定がNoの後、ステップS108に進んだ場合、ECU80は、放電コンタクタ62を継続してOFFする。
In step S108, the ECU 80 turns off the discharge contactor 62 and stops the discharge of the fuel cell stack 10. As a result, the lowest cell voltage V11 does not drop below the predetermined voltage V1, and deterioration of the single cell can be prevented.
If the determination in step S104 is No and then the process proceeds to step S108, the ECU 80 continues to turn off the discharge contactor 62.

ステップS109において、ECU80は、内部クロックを利用して、ステップS108の後、所定時間Δtが経過したか否かを判定する。なお、所定時間Δtは事前試験により求められ、ECU80に予め記憶されている。
所定時間Δtが経過した場合(S109・Yes)、ECU80の処理は、ステップS103に進む。一方、所定時間Δt経過していない場合(S109・No)、ECU80の処理は、ステップS109の判定を繰り返す。
この他、所定時間Δtを、ステップS109の判定回数が増加するにつれて、増加させる構成としてもよい。
In step S109, the ECU 80 uses the internal clock to determine whether or not a predetermined time Δt has elapsed after step S108. The predetermined time Δt is obtained by a preliminary test and stored in the ECU 80 in advance.
If the predetermined time Δt has elapsed (S109: Yes), the processing of the ECU 80 proceeds to step S103. On the other hand, when the predetermined time Δt has not elapsed (No at S109), the ECU 80 repeats the determination at Step S109.
In addition, it is good also as a structure which increases predetermined time (DELTA) t as the frequency | count of determination of step S109 increases.

所定時間Δtが経過した場合(S109・Yes)、つまり、燃料電池スタック10の発電停止(詳細には放電停止)の後、所定のタイミングで、ECU80は、その後の放電量を再び算出した後(S103)、放電を実行する必要あるか否かを判定し(S104)、必要がある場合(S104・Yes)、放電を開始する(S105)。   When the predetermined time Δt has elapsed (S109 / Yes), that is, after the power generation stop of the fuel cell stack 10 (specifically, the discharge stop), the ECU 80 calculates the subsequent discharge amount again at a predetermined timing ( S103), it is determined whether or not the discharge needs to be executed (S104). If necessary (S104 / Yes), the discharge is started (S105).

≪燃料電池システムの効果≫
このような燃料電池システム1によれば、以下の効果を得ることができる。
燃料電池スタック10の放電後も(S108)、ECU80が所定のタイミングで継続的に(S109)、その後の放電量を繰り返して算出し(S103)、算出された放電量に基づいて、放電を実行する必要あるか否かを判定し(S104)、放電を実行する必要があると判定された場合(S104・Yes)、放電を再び開始する(S105)。
すなわち、放電停止後に、OCV(最低セル電圧V11、平均セル電圧V12、スタック電圧等)が上昇したとしても、再び放電することにより、OCVを低下することができる。
≪Effect of fuel cell system≫
According to such a fuel cell system 1, the following effects can be obtained.
Even after the discharge of the fuel cell stack 10 (S108), the ECU 80 continuously calculates the subsequent discharge amount at a predetermined timing (S109), repeatedly calculates the subsequent discharge amount (S103), and executes the discharge based on the calculated discharge amount. It is determined whether or not it is necessary to perform discharge (S104). When it is determined that it is necessary to perform discharge (Yes in S104), the discharge is started again (S105).
That is, even if the OCV (minimum cell voltage V11, average cell voltage V12, stack voltage, etc.) increases after the discharge is stopped, the OCV can be decreased by discharging again.

また、最低セル電圧V11が所定電圧V1以下である場合(S106・Yes)、放電を停止するので(S108)、燃料電池スタック10及び単セルの過放電による劣化を防止できる。
さらに、その後の放電量は、燃料電池スタック10の発電停止後の経過時間、放電回数、燃料電池スタック10の温度、アノード流路11の湿度に基づいて補正するので、適切に放電量を算出することができる。
Further, when the minimum cell voltage V11 is equal to or lower than the predetermined voltage V1 (S106 / Yes), the discharge is stopped (S108), so that the fuel cell stack 10 and the single cell can be prevented from being deteriorated by overdischarge.
Further, the subsequent discharge amount is corrected based on the elapsed time after the power generation stop of the fuel cell stack 10, the number of discharges, the temperature of the fuel cell stack 10, and the humidity of the anode flow path 11, so the discharge amount is calculated appropriately. be able to.

≪燃料電池システムの一動作例≫
次に、図6を参照して、燃料電池システム1の一動作例を説明する。
IG71がOFFされると、遮断弁22が閉じられ、FCコンタクタ52がOFFされ、燃料電池スタック10の発電が停止し(S101・Yes)、燃料電池スタック10が掃気される(S102)。その後、放電を実行する必要があると判定され(S104・Yes)、放電が開始される(S105)。
そして、最低セル電圧V11が所定電圧V1に到達すると(S106・Yes)、放電は停止される(S108)。
それから、所定時間Δt経過した時に(S109・Yes)、放電する必要があると判定されたため(S104・Yes)、再び放電が開始される(S105)。
≪Example of fuel cell system operation≫
Next, an operation example of the fuel cell system 1 will be described with reference to FIG.
When the IG 71 is turned off, the shut-off valve 22 is closed, the FC contactor 52 is turned off, the power generation of the fuel cell stack 10 is stopped (Yes in S101), and the fuel cell stack 10 is scavenged (S102). Thereafter, it is determined that the discharge needs to be executed (Yes in S104), and the discharge is started (S105).
When the lowest cell voltage V11 reaches the predetermined voltage V1 (S106 / Yes), the discharge is stopped (S108).
Then, when the predetermined time Δt has elapsed (S109 · Yes), it is determined that the discharge needs to be performed (S104 · Yes), and thus the discharge is started again (S105).

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば次のように変更することができる。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, For example, it can change as follows in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

前記した実施形態では、セル電圧モニタ13は、燃料電池スタック10を構成する複数の単セル毎の電圧(セル電圧)を検出する構成を例示したが、その他に例えば、2つ(所定数)の単セルを一組として、各組毎に電圧を検出し、これを除算することで単セルのセル電圧の算出する構成でもよい。
また、2つ(所定数)の単セルの電圧に基づいて、全組の平均電圧、最低電圧をECU80に出力する構成としてもよい。この場合において、ECU80では、例えば、入力された最低電圧と、組み分けに対応した所定電圧とに基づいて、ステップS106に対応する電圧判定を行えばよい。
In the above-described embodiment, the cell voltage monitor 13 exemplifies the configuration for detecting the voltage (cell voltage) for each of the plurality of single cells constituting the fuel cell stack 10, but for example, there are two (predetermined number), for example. A configuration may be adopted in which a single cell is taken as a set, a voltage is detected for each set, and the cell voltage of the single cell is calculated by dividing the voltage.
Moreover, it is good also as a structure which outputs the average voltage of all sets, and the minimum voltage to ECU80 based on the voltage of two (predetermined number) single cells. In this case, the ECU 80 may perform voltage determination corresponding to step S106 based on, for example, the input minimum voltage and a predetermined voltage corresponding to the grouping.

前記した実施形態では、放電システムが組み込まれた燃料電池システム1が燃料電池自動車に搭載された場合を例示したが、その他に例えば、自動二輪車、列車、船舶に搭載された燃料電池システムに組み込んでもよい。また、家庭用の据え置き型の燃料電池システムや、給湯システムに組み込まれた燃料電池システムに、放電システムを組み込んでもよい。   In the above-described embodiment, the case where the fuel cell system 1 in which the discharge system is incorporated is mounted on a fuel cell vehicle is exemplified. However, for example, the fuel cell system 1 may be incorporated in a fuel cell system mounted on a motorcycle, a train, or a ship. Good. Further, the discharge system may be incorporated in a stationary fuel cell system for home use or a fuel cell system incorporated in a hot water supply system.

本実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。It is a block diagram of the fuel cell system which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the fuel cell system which concerns on this embodiment. セル電圧(最低セル電圧、平均セル電圧)、アノード流路の圧力、アノード流路の水素濃度、スタック電圧と、放電量との関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between a cell voltage (lowest cell voltage, average cell voltage), the pressure of an anode flow path, the hydrogen concentration of an anode flow path, a stack voltage, and the discharge amount. IGのOFF後の経過時間、放電回数と、補正係数Aとの関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the elapsed time after IG OFF, the frequency | count of discharge, and the correction coefficient A. 燃料電池スタックの温度、アノード流路の湿度と、補正係数Bとの関係を示すマップである。6 is a map showing the relationship between the temperature of the fuel cell stack, the humidity of the anode flow path, and the correction coefficient B. 燃料電池システムの一動作例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows one operation example of a fuel cell system.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料電池システム
10 燃料電池スタック
11 アノード流路
12 カソード流路
13 セル電圧モニタ
51 負荷
61 放電抵抗
62 放電コンタクタ
80 ECU
V1 所定電圧
V11 最低セル電圧
V12 平均セル電圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell system 10 Fuel cell stack 11 Anode flow path 12 Cathode flow path 13 Cell voltage monitor 51 Load 61 Discharge resistance 62 Discharge contactor 80 ECU
V1 Predetermined voltage V11 Minimum cell voltage V12 Average cell voltage

Claims (3)

複数の単セルが直列で接続された燃料電池スタックが発電停止した後、当該燃料電池スタックに残存する反応ガスにより生成する電圧を低下させるため、当該燃料電池スタックを放電させる放電手段と、
前記燃料電池スタックの発電停止後において、所定のタイミングで、その後の放電量を算出する放電量算出手段と、
前記算出された放電電力量と、放電を開始するべき基準となる所定放電量とに基づいて、放電を実行するか否かを判定する放電実行判定手段と、
前記放電実行判定手段が放電を実行すると判定した場合、放電を開始するように前記放電手段を制御する開始制御手段と、
を備え
前記放電量算出手段は、前記燃料電池スタックの発電停止後からの経過時間及び放電回数の少なくとも一方に基づいて、その後の放電量を補正する
とを特徴とする放電システム。
Discharge means for discharging the fuel cell stack in order to reduce the voltage generated by the reaction gas remaining in the fuel cell stack after the fuel cell stack in which a plurality of single cells are connected in series is stopped,
A discharge amount calculating means for calculating a subsequent discharge amount at a predetermined timing after stopping the power generation of the fuel cell stack;
Discharge execution determination means for determining whether or not to execute discharge based on the calculated discharge power amount and a predetermined discharge amount serving as a reference for starting discharge;
A start control means for controlling the discharge means to start discharge when the discharge execution determination means determines to execute discharge;
Equipped with a,
The discharge amount calculating means corrects the subsequent discharge amount based on at least one of the elapsed time after the power generation stop of the fuel cell stack and the number of discharges.
Discharge system comprising a call.
複数の単セルが直列で接続された燃料電池スタックが発電停止した後、当該燃料電池スタックに残存する反応ガスにより生成する電圧を低下させるため、当該燃料電池スタックを放電させる放電手段と、
前記燃料電池スタックの発電停止後において、所定のタイミングで、その後の放電量を算出する放電量算出手段と、
前記算出された放電電力量と、放電を開始するべき基準となる所定放電量とに基づいて、放電を実行するか否かを判定する放電実行判定手段と、
前記放電実行判定手段が放電を実行すると判定した場合、放電を開始するように前記放電手段を制御する開始制御手段と、
を備え
前記放電量算出手段は、前記燃料電池スタックの温度及び湿度の少なくとも一方に基づいて、その後の放電量を補正する
とを特徴とする放電システム。
Discharge means for discharging the fuel cell stack in order to reduce the voltage generated by the reaction gas remaining in the fuel cell stack after the fuel cell stack in which a plurality of single cells are connected in series is stopped,
A discharge amount calculating means for calculating a subsequent discharge amount at a predetermined timing after stopping the power generation of the fuel cell stack;
Discharge execution determination means for determining whether or not to execute discharge based on the calculated discharge power amount and a predetermined discharge amount serving as a reference for starting discharge;
A start control means for controlling the discharge means to start discharge when the discharge execution determination means determines to execute discharge;
Equipped with a,
The discharge amount calculation means corrects the subsequent discharge amount based on at least one of temperature and humidity of the fuel cell stack.
Discharge system comprising a call.
前記放電手段による放電の実行中に、前記単セル又は所定数の単セルの現在の電圧が、所定電圧以下であるか否かを判定する電圧判定手段と、
前記現在の電圧が前記所定電圧以下である場合、放電を停止するように前記放電手段を制御する停止制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の放電システム。
Voltage determination means for determining whether a current voltage of the single cell or the predetermined number of single cells is equal to or lower than a predetermined voltage during the execution of the discharge by the discharge means;
Stop control means for controlling the discharge means to stop discharge when the current voltage is equal to or lower than the predetermined voltage;
The discharge system according to claim 1 , further comprising:
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