JP5146715B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
また本発明によれば、最大駆動量で動作させる期間の経過後から第2の期間、コンプレッサを燃料ガスポンプに比べて大きな駆動量で優先的に駆動させるので、飽和蒸気による持ち去り量を多くして、電解質膜に含まれる水分を蒸発させることができる。
さらに本発明によれば、第2の期間の経過後から第3の期間、燃料ガスポンプとコンプレッサとを最大駆動量より低い駆動量で駆動させるので、電解質膜の表面が乾燥して飽和蒸気での持ち去りが困難となっても、燃料ガスと酸化ガスの流量を少なくして、各ガスの滞留時間を長くし、飽和蒸気の持ち去りによって掃気効率を高めることができるとともに、消費エネルギー(消費電力)を低減することができる。
図1は、本発明が適用された燃料電池システムのシステム構成図である。
図1において、燃料電池システム10は、燃料電池20に燃料ガス(水素ガス)を供給するための燃料ガス供給系統4と、燃料電池20に酸化ガス(空気)を供給するための酸化ガス供給系統7と、燃料電池20を冷却するための冷却液供給系統3と燃料電池20からの発電電力を充放電する電力系統9とを備えて構成されている。
H2→2H++2e-・・・(1)
(1/2)O2+2H++2e-→H2O・・・(2)
H2+(1/2)O2→H2O・・・(3)
制御部80は、例えば、CPU(中央処理装置)、RAM、ROM、インターフェイス回路などを備えた汎用コンピュータで構成されており、温度センサ32、36、圧力センサ44、回転数センサ57、73、99からのセンサ信号や電圧センサ97、電流センサ98、イグニッションスイッチ82からの信号を取り込み、電池運転の状態、例えば、電力負荷に応じて各モータを駆動して、水素ポンプ55およびエアコンプレッサ75の回転数を調整し、さらに、各種の弁の開閉制御または弁開度の調整などを行うようになっている。
まず、制御部80は、イグニッションスイッチ82がオフになったときには、燃料電池20の停止に伴う掃気開始処理として、例えば、パージ弁63を全開としたり、掃気駆動装置として水素ポンプ55とエアコンプレッサ75を補機類として選択したりする処理を実行する(S1)。
本発明は上記実施形態によらず、種々に変更して適用することが可能である。
例えば前記実施例においては、図2に示す期間X、Y、Zに対応して掃気処理を行うものについて述べたが、期間Xと期間Yを含む処理のみ行うだけでも、短い掃気時間で、燃料電池20の停止時におけるセル内の水分量を低減することができ、セル内の水分量の低減によって氷点下始動性を確実に確保することができる。
Claims (3)
- 燃料電池の停止時に掃気処理をする燃料電池システムにおいて、
燃料ガスを前記燃料電池に供給する燃料ガスポンプと、
酸化ガスを前記燃料電池に供給するコンプレッサと、を備え、
掃気開始時から第1の期間、前記燃料ガスポンプと前記コンプレッサとを所定の最大駆動量で動作させ、前記燃料電池の電解質膜に付着した凝集水分を物理的に除去し、
前記第1の期間の経過後から所定の第2の期間、前記コンプレッサを前記燃料ガスポンプに比べ大きな駆動量で優先的に駆動させ、前記電解質膜に含まれる水分を蒸発させ、
前記第2の期間の経過後から所定の第3の期間、前記燃料ガスポンプと前記コンプレッサとを前記最大駆動量より低い駆動量で駆動させ、消費エネルギーを低減するように構成されている、
ことを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1に記載の燃料電池システムにおいて、
前記最大駆動量の上限は、前記掃気駆動装置の騒音レベルに基づいて定められていることを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1に記載の燃料電池システムにおいて、
前記最大駆動量の下限は、前記燃料電池の電解質膜に凝集している水分を物理的に排除可能な掃気流量に基づいて定められていることを特徴とする燃料電池システム。
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