JP5867360B2 - 燃料電池システムおよび方法 - Google Patents
燃料電池システムおよび方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5867360B2 JP5867360B2 JP2012224689A JP2012224689A JP5867360B2 JP 5867360 B2 JP5867360 B2 JP 5867360B2 JP 2012224689 A JP2012224689 A JP 2012224689A JP 2012224689 A JP2012224689 A JP 2012224689A JP 5867360 B2 JP5867360 B2 JP 5867360B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- flow rate
- voltage
- output voltage
- factor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Description
本発明の第1の形態は、
燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池の出力電圧を調整する電圧調整部と、
前記燃料電池に供給する反応ガスの流量を調整する流量調整部と、
前記出力電圧と前記流量と前記燃料電池から出力される電流の変化量とに基づいて、前記燃料電池の性能の低下の要因を判断し、前記判断された要因に応じて、前記出力電圧および前記流量を制御して前記性能の低下を回復させる制御部と、
を備え、
前記電圧調整部は、前記出力電圧を、第1の電圧および前記第1の電圧よりも高い電圧である第2の電圧の少なくともいずれか一方に調整可能であり、
前記流量調整部は、前記流量を、第1の流量および前記第1の流量よりも多い流量である第2の流量の少なくともいずれか一方に調整可能であり、
前記制御部は、前記第1の電圧に前記出力電圧が調整され、前記第2の流量に前記流量が調整された場合において、前記電流の変化量が予め定められた値よりも大きい場合に、前記要因として、少なくとも前記燃料電池の触媒への不純物の吸着が含まれる、と判断する、燃料電池システムである。
本発明の第2の形態は、
燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池の出力電圧を調整する電圧調整部と、
前記燃料電池に供給する反応ガスの流量を調整する流量調整部と、
前記出力電圧と前記流量と前記燃料電池から出力される電流の変化量とに基づいて、前記燃料電池の性能の低下の要因を判断し、前記判断された要因に応じて、前記出力電圧および前記流量を制御して前記性能の低下を回復させる制御部と、
を備え、
前記電圧調整部は、前記出力電圧を、第1の電圧および前記第1の電圧よりも高い電圧である第2の電圧の少なくともいずれか一方に調整可能であり、
前記流量調整部は、前記流量を、第1の流量および前記第1の流量よりも多い流量である第2の流量の少なくともいずれか一方に調整可能であり、
前記制御部は、前記第2の電圧に前記出力電圧が調整され、前記第1の流量に前記流量が調整された場合において、前記電流の変化量が予め定められた値よりも大きい場合に、前記要因として少なくとも前記燃料電池の電解質膜の乾燥が含まれると判断する、燃料電池システムである。
本発明の第3の形態は、
燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池の出力電圧を調整する電圧調整部と、
前記燃料電池に供給する反応ガスの流量を調整する流量調整部と、
前記出力電圧と前記流量と前記燃料電池から出力される電流の変化量とに基づいて、前記燃料電池の性能の低下の要因を判断し、前記判断された要因に応じて、前記出力電圧および前記流量を制御して前記性能の低下を回復させる制御部と、
を備え、
前記電圧調整部は、前記出力電圧を、第1の電圧および前記第1の電圧よりも高い電圧である第2の電圧の少なくともいずれか一方に調整可能であり、
前記流量調整部は、前記流量を、第1の流量および前記第1の流量よりも多い流量である第2の流量の少なくともいずれか一方に調整可能であり、
前記制御部は、前記第2の電圧に前記出力電圧が調整され、前記第2の流量に前記流量が調整された場合において、前記電流の変化量が予め定められた値よりも大きい場合に、前記要因として少なくとも前記燃料電池内における水つまりの発生が含まれると判断する、燃料電池システムである。
また、本発明は、以下の形態としても実現可能である。
図1は、本発明の一実施形態としての燃料電池システムの構成を示す概略図である。燃料電池システム100は、例えば、電気自動車に搭載され、運転者からの要求に応じて、車両の動力源となる電力を出力する。
図3は、制御部20によって実行される性能回復処理のフローチャートである。この性能回復処理は、燃料電池10の性能の低下の要因を判別し、判別された要因に応じた方法で性能を回復させる処理である。この性能回復処理は、燃料電池システム100の運転積算時間が10時間を超え、その後に、燃料電池システム100が始動される度に実行される。このようなタイミングで性能回復処理を実行する理由については後述する。
・変形例1:
上記実施形態の性能回復処理(図3)では、可逆劣化の有無を判断したのちに、電解質膜が乾燥しているか否かを判断しているが、電解質膜が乾燥しているか否かを判断したのちに、可逆劣化の有無を判断してもよい。つまり、図3のステップS10〜S20の処理とステップS22〜S32の処理とを入れ替えても良い。また、図3のステップS34〜44の処理は、燃料電池システム100の始動時に限らず、燃料電池システム100の運転中に定期的に行ってもよい。
上記実施形態では、カソードガスの流量を調整することで、燃料電池の性能低下の要因の判別や、回復処理(図3のステップS16,S28,S40)を行っている。これに対して、アノードガスの流量も調整して、燃料電池10の性能低下の要因の判別や、回復処理を行っても良い。
2,3…電極
5…膜電極接合体
10…燃料電池
11…セル
20…制御部
21…流量調整部
22…電圧調整部
30…カソードガス供給系
31…カソードガス配管
32…エアコンプレッサ
33…エアフロメータ
34…開閉弁
40…カソードガス排出系
41…カソード排ガス配管
43…調圧弁
50…アノードガス供給系
51…アノードガス配管
52…水素タンク
53…開閉弁
54…レギュレータ
55…水素供給装置
56…圧力計測部
60…アノードガス排出系
61…アノード排ガス配管
66…開閉弁
67…圧力計測部
81…二次電池
90…電流センサ
100…燃料電池システム
200…モータ
DCL…直流配線
Claims (13)
- 燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池の出力電圧を調整する電圧調整部と、
前記燃料電池に供給する反応ガスの流量を調整する流量調整部と、
前記出力電圧と前記流量と前記燃料電池から出力される電流の変化量とに基づいて、前記燃料電池の性能の低下の要因を判断し、前記判断された要因に応じて、前記出力電圧および前記流量を制御して前記性能の低下を回復させる制御部と、
を備え、
前記電圧調整部は、前記出力電圧を、第1の電圧および前記第1の電圧よりも高い電圧である第2の電圧の少なくともいずれか一方に調整可能であり、
前記流量調整部は、前記流量を、第1の流量および前記第1の流量よりも多い流量である第2の流量の少なくともいずれか一方に調整可能であり、
前記制御部は、前記第1の電圧に前記出力電圧が調整され、前記第2の流量に前記流量が調整された場合において、前記電流の変化量が予め定められた値よりも大きい場合に、前記要因として、少なくとも前記燃料電池の触媒への不純物の吸着が含まれる、と判断する、燃料電池システム。 - 請求項1に記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記要因として少なくとも前記燃料電池の触媒への不純物の吸着が含まれると判断された場合に、予め定められた第1の時間、前記第1の電圧および前記第2の流量によって前記燃料電池を運転させることにより前記不純物の除去を行う、燃料電池システム。 - 請求項2に記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記要因として少なくとも前記燃料電池の触媒への不純物の吸着が含まれないと判断された場合に、前記第1の時間よりも短い時間で、前記第1の電圧および前記第2の流量による前記燃料電池の運転を停止させる、燃料電池システム。 - 燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池の出力電圧を調整する電圧調整部と、
前記燃料電池に供給する反応ガスの流量を調整する流量調整部と、
前記出力電圧と前記流量と前記燃料電池から出力される電流の変化量とに基づいて、前記燃料電池の性能の低下の要因を判断し、前記判断された要因に応じて、前記出力電圧および前記流量を制御して前記性能の低下を回復させる制御部と、
を備え、
前記電圧調整部は、前記出力電圧を、第1の電圧および前記第1の電圧よりも高い電圧である第2の電圧の少なくともいずれか一方に調整可能であり、
前記流量調整部は、前記流量を、第1の流量および前記第1の流量よりも多い流量である第2の流量の少なくともいずれか一方に調整可能であり、
前記制御部は、前記第2の電圧に前記出力電圧が調整され、前記第1の流量に前記流量が調整された場合において、前記電流の変化量が予め定められた値よりも大きい場合に、前記要因として少なくとも前記燃料電池の電解質膜の乾燥が含まれると判断する、燃料電池システム。 - 請求項4に記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記要因として少なくとも前記燃料電池の電解質膜の乾燥が含まれると判断された場合に、予め定められた第2の時間、前記第2の電圧および前記第1の流量によって前記燃料電池を運転させることで、前記電解質膜の水分量を増加させる、燃料電池システム。 - 請求項5に記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記要因として少なくとも前記燃料電池の電解質膜の乾燥が含まれないと判断された場合に、前記第2の時間よりも短い時間で、前記第2の電圧および前記第1の流量による前記燃料電池の運転を停止させる、燃料電池システム。 - 燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池の出力電圧を調整する電圧調整部と、
前記燃料電池に供給する反応ガスの流量を調整する流量調整部と、
前記出力電圧と前記流量と前記燃料電池から出力される電流の変化量とに基づいて、前記燃料電池の性能の低下の要因を判断し、前記判断された要因に応じて、前記出力電圧および前記流量を制御して前記性能の低下を回復させる制御部と、
を備え、
前記電圧調整部は、前記出力電圧を、第1の電圧および前記第1の電圧よりも高い電圧である第2の電圧の少なくともいずれか一方に調整可能であり、
前記流量調整部は、前記流量を、第1の流量および前記第1の流量よりも多い流量である第2の流量の少なくともいずれか一方に調整可能であり、
前記制御部は、前記第2の電圧に前記出力電圧が調整され、前記第2の流量に前記流量が調整された場合において、前記電流の変化量が予め定められた値よりも大きい場合に、前記要因として少なくとも前記燃料電池内における水つまりの発生が含まれると判断する、燃料電池システム。 - 請求項7に記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記要因として少なくとも前記燃料電池内における水つまりの発生が含まれると判断された場合に、予め定められた第3の時間、前記第2の電圧および前記第2の流量によって前記燃料電池を運転させることで、前記燃料電池内の水を排出させる、燃料電池システム。 - 請求項8に記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記要因として少なくとも前記燃料電池内における水つまりの発生が含まれないと判断された場合に、前記第3の時間よりも短い時間で、前記第2の電圧および前記第2の流量による前記燃料電池の運転を停止させる、燃料電池システム。 - 請求項1から請求項9までのいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記燃料電池システムの運転積算時間が一定時間を超える度に、前記燃料電池の性能の低下の要因を判断する、燃料電池システム。 - 燃料電池システムが燃料電池の性能の低下を回復させる方法であって、
前記燃料電池システムが、
前記燃料電池の出力電圧を調整する工程と、
前記燃料電池に供給する反応ガスの流量を調整する工程と、
前記出力電圧と前記流量と前記燃料電池から出力される電流の変化量とに基づいて、前記燃料電池の性能低下の要因を判断し、前記判断された要因に応じて、前記出力電圧および前記流量を制御して前記性能の低下を回復させる工程と、
を備え、
前記出力電圧を調整する工程では、前記出力電圧を、第1の電圧および前記第1の電圧よりも高い電圧である第2の電圧の少なくともいずれか一方に調整可能であり、
前記流量を調整する工程では、前記流量を、第1の流量および前記第1の流量よりも多い流量である第2の流量の少なくともいずれか一方に調整可能であり、
前記性能の低下を回復させる工程では、前記第1の電圧に前記出力電圧が調整され、前記第2の流量に前記流量が調整された場合において、前記電流の変化量が予め定められた値よりも大きい場合に、前記要因として、少なくとも前記燃料電池の触媒への不純物の吸着が含まれる、と判断する、
方法。 - 燃料電池システムが燃料電池の性能の低下を回復させる方法であって、
前記燃料電池システムが、
前記燃料電池の出力電圧を調整する工程と、
前記燃料電池に供給する反応ガスの流量を調整する工程と、
前記出力電圧と前記流量と前記燃料電池から出力される電流の変化量とに基づいて、前記燃料電池の性能低下の要因を判断し、前記判断された要因に応じて、前記出力電圧および前記流量を制御して前記性能の低下を回復させる工程と、
を備え、
前記出力電圧を調整する工程では、前記出力電圧を、第1の電圧および前記第1の電圧よりも高い電圧である第2の電圧の少なくともいずれか一方に調整可能であり、
前記流量を調整する工程では、前記流量を、第1の流量および前記第1の流量よりも多い流量である第2の流量の少なくともいずれか一方に調整可能であり、
前記性能の低下を回復させる工程では、前記第2の電圧に前記出力電圧が調整され、前記第1の流量に前記流量が調整された場合において、前記電流の変化量が予め定められた値よりも大きい場合に、前記要因として、少なくとも前記燃料電池の電解質膜の乾燥が含まれると判断する、
方法。 - 燃料電池システムが燃料電池の性能の低下を回復させる方法であって、
前記燃料電池システムが、
前記燃料電池の出力電圧を調整する工程と、
前記燃料電池に供給する反応ガスの流量を調整する工程と、
前記出力電圧と前記流量と前記燃料電池から出力される電流の変化量とに基づいて、前記燃料電池の性能低下の要因を判断し、前記判断された要因に応じて、前記出力電圧および前記流量を制御して前記性能の低下を回復させる工程と、
を備え、
前記出力電圧を調整する工程では、前記出力電圧を、第1の電圧および前記第1の電圧よりも高い電圧である第2の電圧の少なくともいずれか一方に調整可能であり、
前記流量を調整する工程では、前記流量を、第1の流量および前記第1の流量よりも多い流量である第2の流量の少なくともいずれか一方に調整可能であり、
前記性能の低下を回復させる工程では、前記第2の電圧に前記出力電圧が調整され、前記第2の流量に前記流量が調整された場合において、前記電流の変化量が予め定められた値よりも大きい場合に、前記要因として、少なくとも前記燃料電池内における水つまりの発生が含まれると判断する、
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012224689A JP5867360B2 (ja) | 2012-10-10 | 2012-10-10 | 燃料電池システムおよび方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012224689A JP5867360B2 (ja) | 2012-10-10 | 2012-10-10 | 燃料電池システムおよび方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014078364A JP2014078364A (ja) | 2014-05-01 |
JP5867360B2 true JP5867360B2 (ja) | 2016-02-24 |
Family
ID=50783529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012224689A Active JP5867360B2 (ja) | 2012-10-10 | 2012-10-10 | 燃料電池システムおよび方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5867360B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6128099B2 (ja) * | 2014-11-07 | 2017-05-17 | トヨタ自動車株式会社 | 膜電極接合体の製造方法および膜電極接合体 |
JP7156005B2 (ja) * | 2018-12-25 | 2022-10-19 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JP7115430B2 (ja) * | 2019-07-16 | 2022-08-09 | 株式会社デンソー | 燃料電池システム |
JP7302528B2 (ja) * | 2020-05-15 | 2023-07-04 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JP7411001B2 (ja) | 2022-03-31 | 2024-01-10 | 本田技研工業株式会社 | 情報処理装置、及び車両 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008047368A (ja) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
JP2008077911A (ja) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
JP5294097B2 (ja) * | 2011-08-04 | 2013-09-18 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
-
2012
- 2012-10-10 JP JP2012224689A patent/JP5867360B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014078364A (ja) | 2014-05-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8722266B2 (en) | Fuel cell system | |
KR101719674B1 (ko) | 연료전지 시스템 | |
JP6819474B2 (ja) | 燃料電池システムおよび噴射制御方法 | |
WO2013128609A1 (ja) | 燃料電池システム | |
US9225028B2 (en) | Fuel cell system | |
WO2013150651A1 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5867360B2 (ja) | 燃料電池システムおよび方法 | |
US10193168B2 (en) | Fuel cell system | |
WO2012017474A1 (ja) | 燃料電池システム | |
JP4814930B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2013232361A (ja) | 燃料電池システム | |
JP6052245B2 (ja) | 燃料電池システム | |
WO2013136494A1 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5113634B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5812423B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2013258038A (ja) | 燃料電池システム及びその制御方法 | |
JP6504466B2 (ja) | 水素欠乏判断方法及び水素欠乏判断装置 | |
JP5720584B2 (ja) | 燃料電池システムおよびその制御方法 | |
JP6304366B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2007128790A (ja) | 燃料電池の制御方法及びその制御装置 | |
JP5725423B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP4627487B2 (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池の制御方法 | |
JP5073448B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池の運転方法 | |
JP5935839B2 (ja) | 燃料電池システム | |
WO2013129241A1 (ja) | 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141028 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150805 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150818 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151006 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151221 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5867360 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |