JP6225886B2 - 燃料電池システムおよび該システム内の流体の排出方法 - Google Patents
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Description
前記制御部は、
前記燃料電池のアノードの出口におけるアノード流路内の流体の流量を第1の流量とし、
その後に前記アノードの出口における前記アノード流路内の流体の流量を前記第1の流量より少ない第2の流量とし、
前記第2の流量が流れているときに前記排気排水弁を開放することで前記水素排出流路内の水を排出する
ことを特徴とするものである。
前記燃料電池内のアノード側流路内に存在する流体を前記水素ポンプによって第1の流量で流し、
その後に、前記水素ポンプによって第1の流量より少ない第2の流量で流し、
前記第2の流量が流れているときに前記排気排水弁を開放することで前記循環流路内の水を排出する
ことを特徴とするものである。
パーキングパージ開始時、まず、燃料電池スタック2Sのアノード側流路内に存在する流体を第1の流量で流すべく、制御部7により、水素供給部20を構成する機器、例えば水素ポンプ24を第1の回転数まで立ち上げながら所定時間t1動作させる。このとき、本実施形態では、水素ポンプ24を瞬時的に第1の回転数で動作させるのではなく、ある程度の時間を使って徐々に回転数を上げるようにしている(図3(A)参照)。こうした場合、アノード側流路の水を徐々に排水することで、下流の気液分離機30のオーバーフロー防止に効果がある。また、徐々に回転数を上げればノイズ低減にも効果がある。
上述したスタック排水段階(所定時間t1)の後、アノード出口排水・水素ポンプ乾燥段階に移行する。ここでは、上述した第1の流量より少なく、尚かつ第2の流量より多い第3の流量で流体を流すべく、制御部7により、水素ポンプ24の回転数を第3の回転数まで落とし、所定時間t3動作させる(図3(A)参照)。
上述したアノード出口排水・水素ポンプ乾燥段階(所定時間t3)の後、排気排水弁31の乾燥段階に移行する。ここでは、上述した第3の流量より少ない第2の流量で流体を流すべく、制御部7により、水素ポンプ24の回転数を第2の回転数まで落とす(図3(A)参照)。
2…燃料電池
2B…アノード側流路(アノード流路)
2C…アノード出口
7…制御部
20…水素供給部
21…燃料タンク
22…水素供給流路
24…水素ポンプ
28…インジェクタ
30…気液分離器
31…排気排水弁
33…水素排出流路
Claims (8)
- 燃料電池と、
該燃料電池に水素ガスを供給する水素供給部と、
水素供給部から燃料電池に供給される水素ガスが流れる水素供給流路と、
前記燃料電池から排出された水素オフガスが流れる水素排出流路と、
前記水素排出流路に配置された排気排水弁と、
前記燃料電池から排出された水素オフガスを前記水素排出流路から前記水素供給流路に戻す循環流路と、
前記水素排出流路内の水素オフガスを、前記循環流路を通して前記水素供給流路に圧送する水素ポンプと、
前記水素供給部からの水素ガスの供給量を制御する制御部と、を有する燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、
前記燃料電池のアノードの出口におけるアノード流路内の流体の流量を第1の流量とし、
前記第1の流量で流した後に、前記アノードの出口におけるアノード流路内の流体の流量を第1の流量より少ない第3の流量とし、
第3の流量で排水されない程度になるまで、前記水素ポンプを駆動して、前記アノードの出口におけるアノード流路内の流体の流量を第3の流量で流し、
その後に前記アノードの出口における前記アノード流路内の流体の流量を前記第1の流量より少なく、かつ第3の流量より少ない第2の流量とし、
前記第2の流量が流れているときに前記排気排水弁を開放することで前記水素排出流路内の水を排出する
ことを特徴とする燃料電池システム。 - 燃料電池と、
該燃料電池に水素ガスを供給する水素供給部と、
水素供給部から燃料電池に供給される水素ガスが流れる水素供給流路と、
前記燃料電池から排出された水素オフガスが流れる水素排出流路と、
前記水素排出流路に配置された排気排水弁と、
前記水素供給部からの水素ガスの供給量を制御する制御部と、を有する燃料電池システムにおいて、
前記水素供給部は、
水素ガスが貯留される燃料タンクと、水素供給流路に設けられたインジェクタと、前記燃料電池から排出された水素オフガスを前記水素排出流路から前記水素供給流路に戻す循環流路と、を備え、
前記制御部は、
前記燃料電池のアノードの出口におけるアノード流路内の流体の流量を第1の流量とし、
その後に前記アノードの出口における前記アノード流路内の流体の流量を前記第1の流量より少ない第2の流量とし、
前記第2の流量が流れているときに前記排気排水弁を開放することで前記水素排出流路内の水を排出し、
前記排気排水弁を開弁した状態で前記インジェクタを開閉動作させ、ガス圧力をパルス状に増加させて排水することを特徴とする、燃料電池システム。 - 前記第1の流量で流した後に、前記アノードの出口におけるアノード流路内の流体の流量を第1の流量より少なく、第2の流量より多い第3の流量で流すことを特徴とする、請求項2に記載の燃料電池システム。
- 前記インジェクタを開閉動作させてパルス状に増加した際の最大流量は前記第1の流量よりも小さい、請求項2に記載の燃料電池システム。
- 前記制御部は、前記燃料電池システムの構成部品の温度が低下して摂氏0度になると判断した場合に、前記アノード流路のアノード出口から排気を行うことを特徴とする、請求項1または2に記載の燃料電池システム。
- 前記構成部品は、前記排気排水弁である、請求項5に記載の燃料電池システム。
- 燃料電池と、該燃料電池に供給される水素ガスが貯留される燃料タンクと、該燃料タンクから燃料電池に供給される水素ガスが流れる水素供給流路と、前記燃料電池から排出された水素オフガスを前記水素供給流路に戻す循環流路と、該循環流路内の水素オフガスを前記水素供給流路に圧送する水素ポンプと、前記循環流路に配置された気液分離器と、該気液分離器に設けられた排気排水弁と、前記水素ポンプを制御する制御部と、を有する燃料電池システム内の流体をシステム外に排出する方法であって、
前記燃料電池内のアノード流路内に存在する流体を前記水素ポンプによって第1の流量で流し、
前記第1の流量で流した後に、前記燃料電池のアノードの出口におけるアノード流路内の流体の流量を第1の流量より少ない第3の流量で流し、
第3の流量で排水されない程度になるまで、前記水素ポンプを駆動して、前記アノードの出口におけるアノード流路内の流体の流量を第3の流量で流し、
その後に、前記水素ポンプによって第1の流量より少なく、かつ第3の流量より少ない第2の流量で流し、
前記第2の流量が流れているときに前記排気排水弁を開放することで前記循環流路内の水を排出する
ことを特徴とする、燃料電池システム内の流体の排出方法。 - 燃料電池と、該燃料電池に供給される水素ガスが貯留される燃料タンクと、該燃料タンクから燃料電池に供給される水素ガスが流れる水素供給流路と、水素供給流路に設けられたインジェクタと、前記燃料電池から排出された水素オフガスを前記水素供給流路に戻す循環流路と、該循環流路内の水素オフガスを前記水素供給流路に圧送する水素ポンプと、前記循環流路に配置された気液分離器と、該気液分離器に設けられた排気排水弁と、前記水素ポンプを制御する制御部と、を有する燃料電池システム内の流体をシステム外に排出する方法であって、
前記燃料電池内のアノード流路内に存在する流体を第1の流量で流し、
その後に、第1の流量より少ない第2の流量で流し、
前記第2の流量が流れているときに前記排気排水弁を開放することで前記循環流路内の水を排出し、
前記排気排水弁を開弁した状態で前記インジェクタを開閉動作させ、ガス圧力をパルス状に増加させて排水する
ことを特徴とする、燃料電池システム内の流体の排出方法。
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