JP5316834B2 - Fuel cell system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system.
近年、反応ガスである燃料ガスと酸化ガスの電気化学反応によって発電する燃料電池をエネルギ源として用いる燃料電池システムの開発が行われている。このような燃料電池システムを搭載した車両では、燃料供給源である水素タンク内の水素ガスが所定のガス欠判定閾値に到達すると、ガス欠表示をして燃料電池を停止させ、車両は走行を継続することができなくなる。従来、水素タンク内の水素ガスがガス欠判定閾値に到達したか否かを、水素タンク内の圧力を検出する圧力センサの値に基づいて判定するものがあった(下記特許文献1参照)。しかしながら、水素タンク内に設けられる圧力センサは、検出レンジが広く検出精度が低いため、下記特許文献2に記載の燃料電池システムでは、より検出精度が高い燃料供給流路内の圧力センサを用いてガス欠の判定を行っている。
ところで、燃料供給流路における流路内圧力は、配管での圧力損失の影響を受けるため、燃料供給源である水素タンクにおける供給圧力よりも低くなる。したがって、流路内圧力に基づいてガス欠を判定してしまうと、水素タンク内に貯留されている水素ガスにはまだ余裕があるにもかかわらず、ガス欠であると判定され、燃料電池の出力が停止されてしまうため、水素ガスを使い切ることができなくなってしまう。 By the way, the pressure inside the fuel supply passage is affected by the pressure loss in the pipe, so that it is lower than the supply pressure in the hydrogen tank that is the fuel supply source. Therefore, if the lack of gas is determined based on the pressure in the flow path, it is determined that the hydrogen gas stored in the hydrogen tank is out of gas even though there is still room in the hydrogen tank. Since the output is stopped, the hydrogen gas cannot be used up.
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、燃料供給源の燃料を無駄なく使い切ることができる燃料電池システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems caused by the prior art, and an object of the present invention is to provide a fuel cell system that can use up fuel from a fuel supply source without waste.
上述した課題を解決するため、本発明に係る燃料電池システムは、反応ガスの供給を受けて当該反応ガスの電気化学反応により電力を発生する燃料電池と、反応ガスのうちの燃料ガスを燃料電池に供給するための燃料供給流路における燃料ガスの圧力を検出する圧力センサと、圧力センサにより検出された燃料ガスの圧力がガス欠判定閾値以下であるか否かを判定する判定手段と、燃料供給流路における燃料ガスの圧力損失に基づいてガス欠判定閾値を変更する変更手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell that receives supply of a reaction gas and generates electric power by an electrochemical reaction of the reaction gas, and the fuel gas in the reaction gas is a fuel cell. A pressure sensor for detecting the pressure of the fuel gas in the fuel supply passage for supplying to the fuel, a determination means for determining whether or not the pressure of the fuel gas detected by the pressure sensor is equal to or less than a gas shortage determination threshold, Changing means for changing a gas shortage determination threshold based on a pressure loss of fuel gas in the supply flow path.
この発明によれば、ガス欠であるか否かを判定する際の判定基準となるガス欠判定閾値を、燃料供給流路における圧力損失に基づいて変更することができるため、燃料供給流路における燃料ガスの圧力を検出する圧力センサと、圧力損失を考慮して変更されるガス欠判定閾値とを用いてガス欠判定を行うことが可能となる。これにより、圧力損失を考慮する必要がない燃料供給源における燃料ガスの圧力値を用いてガス欠判定を行った場合と同等の結果を、より高精度に得ることが可能となるため、燃料を無駄なく使い切ることができる。 According to the present invention, the gas shortage determination threshold value, which is a criterion for determining whether or not there is a gas shortage, can be changed based on the pressure loss in the fuel supply flow path. It is possible to make a gas shortage determination using a pressure sensor that detects the pressure of the fuel gas and a gas shortage determination threshold that is changed in consideration of pressure loss. As a result, it is possible to obtain the same result as that in the case of performing the gas shortage determination using the pressure value of the fuel gas in the fuel supply source that does not need to consider the pressure loss with higher accuracy. It can be used up without waste.
上記燃料電池システムにおいて、上記変更手段は、ガス欠判定閾値を、燃料電池の出力が停止しているときの基準ガス欠判定閾値から圧力損失により低下する燃料ガスの圧力分を減算した値に変更することができる。 In the fuel cell system, the changing means changes the gas shortage determination threshold value to a value obtained by subtracting the pressure of the fuel gas that decreases due to pressure loss from the reference gas shortage determination threshold value when the output of the fuel cell is stopped. can do.
このようにすることで、基準ガス欠判定閾値から圧力損失により低下する燃料ガスの圧力分を減算したガス欠判定閾値を用いてガス欠判定を行うことができる。 By doing so, it is possible to perform the gas shortage determination using the gas shortage determination threshold obtained by subtracting the fuel gas pressure that decreases due to the pressure loss from the reference gas shortage determination threshold.
上記燃料電池システムにおいて、上記燃料電池の出力電流を検出する電流センサをさらに備え、上記変更手段は、電流センサにより検出された燃料電池の出力電流に応じてガス欠判定閾値を変更することができる。このようにすることで、燃料電池の出力電流を用いて圧力損失を容易に算出することができる。 The fuel cell system may further include a current sensor that detects an output current of the fuel cell, and the changing unit may change the gas shortage determination threshold according to the output current of the fuel cell detected by the current sensor. . In this way, the pressure loss can be easily calculated using the output current of the fuel cell.
上記燃料電池システムにおいて、上記燃料供給流路に流れる燃料ガスの流量を検出する流量センサをさらに備え、上記変更手段は、流量センサにより検出された燃料ガスの流量に応じてガス欠判定閾値を変更することができる。このようにすることで、燃料ガスの流量を用いて圧力損失を容易に算出することが可能となる。 The fuel cell system further includes a flow rate sensor for detecting a flow rate of the fuel gas flowing through the fuel supply flow path, and the changing unit changes the gas shortage determination threshold according to the flow rate of the fuel gas detected by the flow rate sensor. can do. By doing in this way, it becomes possible to calculate a pressure loss easily using the flow volume of fuel gas.
本発明によれば、燃料供給源の燃料を無駄なく使い切ることができる。 According to the present invention, the fuel from the fuel supply source can be used up without waste.
以下、添付図面を参照して、本発明に係る燃料電池システムの好適な実施形態について説明する。本実施形態では、本発明に係る燃料電池システムを燃料電池車両(FCHV;Fuel Cell Hybrid Vehicle)の車載発電システムとして用いた場合について説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a fuel cell system according to the invention will be described with reference to the accompanying drawings. This embodiment demonstrates the case where the fuel cell system which concerns on this invention is used as a vehicle-mounted power generation system of a fuel cell vehicle (FCHV; Fuel Cell Hybrid Vehicle).
本実施形態における燃料電池システムは、燃料供給流路の圧力センサによって検出された燃料ガスの圧力に基づいてガス欠であるか否かを判定する際に、燃料電池の出力に対応する圧力損失に基づいてガス欠判定閾値を変更させることで、燃料ガスを無駄なく使い切ることを可能としたものである。 The fuel cell system according to the present embodiment reduces the pressure loss corresponding to the output of the fuel cell when determining whether or not the gas is exhausted based on the pressure of the fuel gas detected by the pressure sensor of the fuel supply flow path. By changing the gas shortage determination threshold based on this, the fuel gas can be used up without waste.
まず、図1を参照して、本実施形態における燃料電池システムの構成について説明する。図1は、本実施形態における燃料電池システムを模式的に示した構成図である。 First, the configuration of the fuel cell system in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a fuel cell system in the present embodiment.
同図に示すように、燃料電池システム1は、反応ガスである酸化ガスと燃料ガスの電気化学反応により電力を発生する燃料電池2と、酸化ガスとしての空気を燃料電池2に供給する酸化ガス配管系3と、燃料ガスとしての水素を燃料電池2に供給する水素ガス配管系4と、システム全体を統括制御する制御部5とを有する。
As shown in FIG. 1, a fuel cell system 1 includes a
燃料電池2は、反応ガスの供給を受けて発電する複数の単セルを積層したスタック構造により構成される。燃料電池2で発電された直流電力の一部は、DC/DCコンバータ(不図示)によって降圧され、バッテリーである二次電池(不図示)に充電される。燃料電池2には、発電中の電流を検出する電流センサAが取り付けられている。
The
酸化ガス配管系3は、フィルタ30を介して取り込まれた空気を圧縮し、酸化ガスとしての圧縮空気を送出するコンプレッサ31と、酸化ガスを燃料電池2に供給するための空気供給流路32と、燃料電池2から排出された酸化オフガスを排出するための空気排出流路33とを有する。空気供給流路32および空気排出流路33には、コンプレッサ31から圧送された酸化ガスを燃料電池2から排出された酸化オフガスを用いて加湿する加湿器34が設けられている。この加湿器34で水分交換等された酸化オフガスは、最終的に排ガスとしてシステム外の大気中に排気される。
The oxidizing gas piping system 3 compresses air taken in through the
水素ガス配管系4は、高圧(例えば、70MPa)の水素ガスを貯留した燃料供給源としての水素タンク40と、水素タンク40の水素ガスを燃料電池2に供給するための燃料供給流路としての水素供給流路41と、燃料電池2から排出された水素オフガスを水素供給流路41に戻すための循環流路42とを有する。なお、水素ガス配管系4は、本発明における燃料供給系の一実施形態である。本実施形態における水素タンク40に代えて、例えば、水蒸気を利用して炭化水素系燃料を水素リッチな燃料ガスに改質する改質器と、この改質器で改質された燃料ガスを高圧状態にして蓄圧する高圧ガスタンクとを燃料供給源として採用することができる。また、水素吸蔵合金を有するタンクを燃料供給源として採用することもできる。
The hydrogen gas piping system 4 includes a
水素供給流路41には、水素タンク40からの水素ガスの供給を遮断または許容する主止弁43と、水素ガスの圧力を予め設定した二次圧に調圧するレギュレータ44、45と、水素ガスの流量や圧力を調整するインジェクタ46とが設けられている。また、レギュレータ45の下流側およびレギュレータ44の下流側には、水素供給流路41における水素ガスの圧力を検出する圧力センサP1および圧力センサP2がそれぞれ設けられている。
The
循環流路42には、循環流路42内の水素オフガスを加圧して水素供給流路41側へ送り出す水素ポンプ47が設けられている。また、循環流路42には、気液分離器48及び排気排水弁49を介して排出流路50が接続されている。気液分離器48は、水素オフガスから水分を回収する。排気排水弁49は、制御部5からの指令に従って、気液分離器48で回収された水分と循環流路42内の不純物を含む水素オフガスとを排出(パージ)する。排気排水弁49から排出された水素オフガスは、希釈器51によって希釈されて空気排出流路33内の酸化オフガスと合流する。
The
制御部5は、燃料電池車両に設けられた加速操作部材(アクセル等)の操作量を検出し、加速要求値(例えば、トラクションモータ等の電力消費装置からの要求発電量)等の制御情報を受けて、システム内の各種機器の動作を制御する。なお、電力消費装置には、トラクションモータの他に、例えば、燃料電池2を作動させるために必要な補機装置(例えばコンプレッサ31や水素ポンプ47のモータ等)、車両の走行に関与する各種装置(変速機、車輪制御装置、操舵装置、懸架装置等)で使用されるアクチュエータ、乗員空間の空調装置(エアコン)、照明、オーディオ等が含まれる。
The
制御部5は、圧力センサP1のセンサ値が、ガス欠判定閾値以下であるか否かを判定する。ガス欠判定閾値は、ガス欠であると判定するときの水素ガスの残圧値である。したがって、制御部5は、圧力センサP1のセンサ値がガス欠判定閾値以下である場合には、ガス欠であると判定し、ガス欠表示をさせて燃料電池2の出力を停止させる。
The
制御部5は、ガス欠判定閾値を、電流センサAにより検出された燃料電池2の出力電流に応じて変更する。具体的には、ガス欠判定閾値を、燃料電池2の出力が停止しているときの基準ガス欠判定閾値から圧力損失により低下する圧力値を減算した値に変更する。燃料電池2の出力が停止するときとしては、例えば、停車時や低負荷走行時、回生ブレーキ中などが該当する。
The
ガス欠判定閾値を燃料電池2の出力電流に応じて変更させる方法としては、例えば、図2に示すガス欠判定閾値マップを用いる方法がある。図2は、ガス欠判定閾値マップを示す図であり、横軸が燃料電池2の出力電流[A]を示し、縦軸がガス欠判定閾値 [kPa]を示す。図2に示すガス欠判定閾値マップでは、燃料電池2の出力が停止しているとき、すなわち燃料電池2の出力電流が0Aであるときの基準ガス欠判定閾値がPAに設定されており、燃料電池2の出力電流が増加するほどガス欠判定閾値が低下することが表わされている。すなわち、燃料電池2の出力電流が増大するほど圧力損失PLが大きくなることが表されている。
As a method of changing the gas shortage determination threshold according to the output current of the
図2に示すガス欠判定閾値マップは、以下のように作成することができる。まず、燃料電池2の出力電流に対応する圧力損失PLを算出する。続いて、基準ガス欠判定閾値PAから圧力損失PLを減ずることでガス欠判定閾値を算出する。このように、燃料電池2の出力電流ごとに求められるガス欠判定閾値を算出していきグラフ化することで、図2に示すガス欠判定閾値マップを作成することができる。なお、ガス欠判定閾値マップに示される各値は、実験結果等に応じて適宜修正される。
The out-of-gassing determination threshold map shown in FIG. 2 can be created as follows. First, the pressure loss PL corresponding to the output current of the
ここで、燃料電池2の出力電流は燃料である水素ガスの流量と比例関係にあり、燃料電池2の出力電流が増大するほど水素ガスの流量が多くなる関係にある。一方、水素ガスの流量と圧力損失は、水素ガスの流量が多いほど圧力損失が大きくなる関係にある。したがって、燃料電池の出力電流が増大するほど、圧力損失が大きくなり、水素供給流路41における水素ガスの圧力が低下することになる。
Here, the output current of the
制御部5は、ガス欠判定閾値マップを参照して、電流センサAにより検出された燃料電池2の出力電流に対応するガス欠判定閾値を導出し、圧力センサP1のセンサ値がガス欠判定閾値以下であるか否かを判定する。この判定において、圧力センサP1のセンサ値がガス欠判定閾値以下であると判定された場合には、ガス欠表示がなされ燃料電池の出力が停止される。一方、圧力センサP1のセンサ値がガス欠判定閾値以下ではないと判定された場合には、燃料電池の出力が継続される。
The
ここで、制御部5は、物理的には、例えば、CPUと、CPUで処理される制御プログラムや制御データを記憶するROMやHDDと、主として制御処理のための各種作業領域として使用されるRAMと、入出力インターフェースとを有する。これらの要素は、互いにバスを介して接続されている。入出力インターフェースには、圧力センサP1、P2および電流センサA等の各種センサが接続されているとともに、コンプレッサ31、主止弁43、水素ポンプ47および排気排水弁49等を駆動させるための各種ドライバが接続されている。
Here, the
CPUは、ROMに記憶された制御プログラムに従って、入出力インターフェースを介して電流センサAや圧力センサP1での検出結果を受信し、RAM内の各種データ等を用いて処理することで、燃料電池システム1のガス欠判定処理を制御する。また、CPUは、入出力インターフェースを介して各種ドライバに制御信号を出力することにより、燃料電池システム1全体を制御する。 The CPU receives the detection results of the current sensor A and the pressure sensor P1 through the input / output interface according to the control program stored in the ROM, and processes them using various data in the RAM, thereby the fuel cell system. 1 is controlled. Further, the CPU controls the entire fuel cell system 1 by outputting control signals to various drivers via the input / output interface.
次に、図3に示すフローチャートを用いて、本実施形態における燃料電池システムのガス欠判定処理について説明する。このガス欠判定処理は、イグニッションキーをONにしてからOFFにするまでの間に繰り返し行われる。 Next, the gas shortage determination process of the fuel cell system in the present embodiment will be described using the flowchart shown in FIG. This out-of-gassing determination process is repeatedly performed from when the ignition key is turned on to when it is turned off.
最初に、制御部5が電流センサAから燃料電池2の出力電流値を受信する(ステップS1)と、制御部5は、ガス欠判定閾値マップを参照して、燃料電池2の出力電流値に対応するガス欠判定閾値を導出する(ステップS2)。制御部5は、ガス欠判定処理で用いるガス欠判定閾値を、ステップS2で導出した値に変更する(ステップS3)。
First, when the
続いて、制御部5が水素供給流路41における水素ガスの圧力値を圧力センサP1から受信する(ステップS4)と、制御部5は、受信した圧力値がステップS3で変更したガス欠判定閾値以下であるか否かを判定する(ステップS5)。
Subsequently, when the
この判定がYESである場合(ステップS5;YES)に、制御部5は、ガス欠表示をさせて燃料電池の出力を停止させる(ステップS6)。一方、ステップS5の判定がNOである場合(ステップS5;NO)に、制御部5は、燃料電池2の出力を継続させる(ステップS7)。
When this determination is YES (step S5; YES), the
上述してきたように、本実施形態における燃料電池システム1によれば、ガス欠であるか否かを判定する際の判定基準となるガス欠判定閾値を、基準ガス欠判定閾値から圧力損失により低下する水素ガスの圧力分を減算したガス欠判定閾値で変更することができるため、水素タンク40内に設けられる圧力センサよりも高精度な圧力センサP1と、圧力損失を考慮して変更されるガス欠判定閾値とを用いてガス欠判定を行うことができる。これにより、圧力損失を考慮する必要がない水素ガスタンク40における水素ガスの圧力値を用いてガス欠判定を行った場合と同等の結果を、より高精度に得ることができるため、燃料を無駄なく使い切ることができる。
As described above, according to the fuel cell system 1 of the present embodiment, the gas shortage determination threshold value, which is a determination criterion when determining whether or not the gas is exhausted, is reduced by the pressure loss from the reference gas shortage determination threshold value. Since it can be changed by the gas shortage determination threshold obtained by subtracting the pressure of hydrogen gas to be performed, the pressure sensor P1 is more accurate than the pressure sensor provided in the
なお、上述した実施形態においては、ガス欠判定時に、圧力センサP1のセンサ値とガス欠判定閾値とを比較しているが、ガス欠判定閾値と比較する値は、これに限定されない。例えば、圧力センサP2のセンサ値とガス欠判定閾値とを比較することでガス欠判定を行ってもよい。ここで、圧力センサP2は、圧力センサP1の上流側に設けられているため、圧力損失が圧力センサP1に比べて少なくなる。したがって、圧力センサP2を用いた場合のガス欠判定閾値マップは、図2に示す圧力センサP1を用いた場合のガス欠判定閾値マップのガス欠判定閾値グラフよりも、圧力損失PLが減少する分だけガス欠判定閾値グラフの傾斜が緩やかになる。すなわち、同じ出力電流である場合に、圧力センサP2を用いた場合のガス欠判定閾値は、圧力センサP1を用いた場合のガス欠判定閾値よりも基準ガス欠判定閾値PAに近い値となる。 In the embodiment described above, the sensor value of the pressure sensor P1 is compared with the gas shortage determination threshold at the time of gas shortage determination, but the value to be compared with the gas shortage determination threshold is not limited to this. For example, the gas shortage determination may be performed by comparing the sensor value of the pressure sensor P2 with a gas shortage determination threshold. Here, since the pressure sensor P2 is provided on the upstream side of the pressure sensor P1, the pressure loss is smaller than that of the pressure sensor P1. Therefore, the gas shortage determination threshold map when the pressure sensor P2 is used is an amount by which the pressure loss PL is smaller than the gas shortage determination threshold graph of the gas shortage determination threshold map when the pressure sensor P1 shown in FIG. 2 is used. As a result, the inclination of the gas shortage determination threshold graph becomes gentler. That is, when the output current is the same, the gas shortage determination threshold when the pressure sensor P2 is used is closer to the reference gas shortage determination threshold PA than the gas shortage determination threshold when the pressure sensor P1 is used.
ここで、一般に、圧力センサP1の検出精度は、上流側の圧力センサP2の検出精度よりも高いため、ガス欠判定時に圧力センサP1を用いた方が精度良く判定することができる。したがって、圧力センサP2は、圧力センサP1に異常が発生した場合等に、予備的に使用することが好ましい。圧力センサP1で発生する異常としては、例えば、断線や短絡が該当し、圧力センサP1のセンサ値(電圧値)が所定範囲から逸脱した場合に、断線か短絡が発生したと判定することができる。 Here, in general, the detection accuracy of the pressure sensor P1 is higher than the detection accuracy of the upstream pressure sensor P2, and therefore, the determination using the pressure sensor P1 can be performed with higher accuracy when the gas shortage is determined. Therefore, it is preferable to use the pressure sensor P2 preliminarily when an abnormality occurs in the pressure sensor P1. As an abnormality occurring in the pressure sensor P1, for example, a disconnection or a short circuit is applicable, and when the sensor value (voltage value) of the pressure sensor P1 deviates from a predetermined range, it can be determined that a disconnection or a short circuit has occurred. .
また、上述した実施形態においては、制御部5がガス欠判定閾値を燃料電池2の出力電流に応じて変更する際に、図2に示すガス欠判定閾値マップを参照しているが、ガス欠判定閾値の変更方法はこれに限定されない。例えば、ガス欠判定時に、その時点における燃料電池2の出力電流に対応する圧力損失を算出し、予め定められた基準ガス欠判定閾値から圧力損失分を減ずることでガス欠判定閾値を算出し、この算出したガス欠判定閾値でガス欠判定処理用のガス欠判定閾値を変更することとしてもよい。
In the embodiment described above, when the
また、上述した実施形態においては、ガス欠判定閾値を、燃料電池2の出力電流に対応させて算出しているが、水素ガスの流量に対応させて算出することとしてもよい。図4は、本変形例における燃料電池システム1を模式的に示した構成図である。図4に示す燃料電池システムが、上述した実施形態における燃料電池システムと異なる点は、インジェクタ46の上流側に流量計Fがさらに設けられている点である。本変形例における制御部5は、ガス欠判定閾値を、流量計Fにより検出された水素ガスの流量に応じて変更する。具体的には、ガス欠判定閾値を、燃料電池2の出力が停止しているときの基準ガス欠判定閾値から圧力損失により低下する圧力値を減算した値に変更する。ガス欠判定閾値を水素ガスの流量に応じて変更させる方法としては、例えば、図2に示すガス欠判定閾値マップの横軸を水素ガスの流量に置き換えたガス欠判定閾値マップを用いる方法がある。ここで、水素ガスの流量は燃料電池2の出力電流と比例関係にあるため、上述した実施形態で説明した燃料電池2の出力電流に応じてガス欠判定閾値を変更させる場合と同様に処理することができる。
In the above-described embodiment, the gas shortage determination threshold is calculated in correspondence with the output current of the
また、上述した実施形態においては、本発明に係る燃料電池システムを燃料電池車両に搭載した場合について説明しているが、燃料電池車両以外の各種移動体(ロボット、船舶、航空機等)にも本発明に係る燃料電池システムを適用することができる。また、本発明に係る燃料電池システムを、建物(住宅、ビル等)用の発電設備として用いられる定置用発電システムに適用することもできる。 In the above-described embodiment, the case where the fuel cell system according to the present invention is mounted on a fuel cell vehicle has been described. However, the present invention is also applied to various mobile bodies (robots, ships, aircrafts, etc.) other than the fuel cell vehicle. The fuel cell system according to the invention can be applied. Moreover, the fuel cell system according to the present invention can also be applied to a stationary power generation system used as a power generation facility for buildings (houses, buildings, etc.).
1…燃料電池システム、2…燃料電池、3…酸化ガス配管系、4…水素ガス配管系、5…制御部、30…フィルタ、31…コンプレッサ、32…空気供給流路、33…空気排出流路、34…加湿器、40…水素タンク、41…水素供給流路、42…循環流路、43…主止弁、44、45…レギュレータ、46…インジェクタ、47…水素ポンプ、48…気液分離器、49…排気排水弁、50…排出流路、51…希釈器、A…電流センサ、P1、P2…圧力センサ、F…流量計。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell system, 2 ... Fuel cell, 3 ... Oxidation gas piping system, 4 ... Hydrogen gas piping system, 5 ... Control part, 30 ... Filter, 31 ... Compressor, 32 ... Air supply flow path, 33 ...
Claims (3)
前記反応ガスのうちの燃料ガスを前記燃料電池に供給するための燃料供給流路における前記燃料ガスの圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサにより検出された前記燃料ガスの圧力が、燃料供給源に貯留されている前記燃料ガスがガス欠であると判定するときの燃料ガスの残圧値であるガス欠判定閾値以下であるか否かを判定する判定手段と、
前記燃料電池の出力が停止しているときの基準ガス欠判定閾値から、前記燃料供給流路における前記燃料ガスの圧力損失により低下する前記燃料ガスの圧力分である圧力損失値を減算した値に、前記ガス欠判定閾値を変更する変更手段と、を備え、
前記圧力損失値は、前記燃料電池の出力電流または前記燃料供給流路に流れる前記燃料ガスの流量が、増えるほど大きくなり、
前記判定手段は、前記燃料ガスの圧力が前記ガス欠判定閾値以下である場合に、ガス欠であると判定する、
ことを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell that receives supply of a reactive gas and generates electric power by an electrochemical reaction of the reactive gas;
A pressure sensor for detecting a pressure of the fuel gas in a fuel supply channel for supplying the fuel gas of the reaction gas to the fuel cell;
The pressure of the fuel gas detected by the pressure sensor is equal to or less than a gas shortage determination threshold that is a residual pressure value of the fuel gas when it is determined that the fuel gas stored in the fuel supply source is out of gas. Determination means for determining whether or not,
A value obtained by subtracting a pressure loss value, which is a pressure component of the fuel gas that decreases due to a pressure loss of the fuel gas in the fuel supply flow path, from a reference gas shortage determination threshold value when the output of the fuel cell is stopped. Changing means for changing the gas shortage determination threshold,
The pressure loss value increases as the output current of the fuel cell or the flow rate of the fuel gas flowing through the fuel supply passage increases.
The determination means determines that the gas is exhausted when the pressure of the fuel gas is equal to or less than the gas exhaustion determination threshold.
A fuel cell system.
前記変更手段は、前記電流センサにより検出された前記燃料電池の出力電流に応じて算出した前記圧力損失値を用いて、前記ガス欠判定閾値を変更することを特徴とする請求項1記載の燃料電池システム。 A current sensor for detecting an output current of the fuel cell;
2. The fuel according to claim 1, wherein the changing unit changes the out-of-gassing determination threshold using the pressure loss value calculated according to the output current of the fuel cell detected by the current sensor. Battery system.
前記変更手段は、前記流量センサにより検出された前記燃料ガスの流量に応じて算出した前記圧力損失値を用いて、前記ガス欠判定閾値を変更することを特徴とする請求項1記載の燃料電池システム。 A flow rate sensor for detecting a flow rate of the fuel gas flowing in the fuel supply flow path;
2. The fuel cell according to claim 1, wherein the changing unit changes the gas shortage determination threshold by using the pressure loss value calculated according to the flow rate of the fuel gas detected by the flow sensor. system.
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