JPH06310161A - 燃料電池保護方法および保護装置ならびに燃料電池装置 - Google Patents
燃料電池保護方法および保護装置ならびに燃料電池装置Info
- Publication number
- JPH06310161A JPH06310161A JP5103285A JP10328593A JPH06310161A JP H06310161 A JPH06310161 A JP H06310161A JP 5103285 A JP5103285 A JP 5103285A JP 10328593 A JP10328593 A JP 10328593A JP H06310161 A JPH06310161 A JP H06310161A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- cell
- fuel
- voltage
- output voltage
- 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.)
- Granted
Links
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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 運転中の燃料ガス不足による異常反応の発生
前に簡便な装置で異常を検出し、運転停止できる積層型
燃料電池の保護方法および装置ならびにこの保護装置を
備えた燃料電池装置を得ることを目的とする。 【構成】 積層型燃料電池の保護装置は、燃料電池積層
体の下部に属する少なくとも１つの単電池に接続され
て、この単電池の出力電圧を測定する電圧測定装置と、
出力電圧が所定値よりも低下したことを検知したとき燃
料電池の運転を停止させる制御装置とを備えてなる。 【効果】 保護装置の構成が簡単で安価で、測定すべき
電池の選択は位置によるので極めて容易であり、異常反
応が発生する前に早期にまた燃料ガスの異常な減少が発
生後直ちに迅速にその異常を検出できる。
前に簡便な装置で異常を検出し、運転停止できる積層型
燃料電池の保護方法および装置ならびにこの保護装置を
備えた燃料電池装置を得ることを目的とする。 【構成】 積層型燃料電池の保護装置は、燃料電池積層
体の下部に属する少なくとも１つの単電池に接続され
て、この単電池の出力電圧を測定する電圧測定装置と、
出力電圧が所定値よりも低下したことを検知したとき燃
料電池の運転を停止させる制御装置とを備えてなる。 【効果】 保護装置の構成が簡単で安価で、測定すべき
電池の選択は位置によるので極めて容易であり、異常反
応が発生する前に早期にまた燃料ガスの異常な減少が発
生後直ちに迅速にその異常を検出できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、燃料電池保護方法及
び装置に関し、特に燃料電池運転中の反応ガスの異常な
減少を検出して燃料電池の運転を停止させる燃料電池保
護方法および装置ならびに燃料電池装置に関するもので
ある。
び装置に関し、特に燃料電池運転中の反応ガスの異常な
減少を検出して燃料電池の運転を停止させる燃料電池保
護方法および装置ならびに燃料電池装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃料電池に於いては、燃料電池を
構成する単電池の劣化あるいは不良動作により、電池全
体の性能低下あるいは事故が発生するのを防止するため
に保護装置が設けられている。
構成する単電池の劣化あるいは不良動作により、電池全
体の性能低下あるいは事故が発生するのを防止するため
に保護装置が設けられている。
【０００３】例えば特開昭63-264875号公報には、電池
の上流側と下流側とで一酸化炭素あるいは二酸化炭素の
濃度を計測して、この濃度が所定値以上となったとき、
ガスクロスやガス欠陥による電池カーボンの酸化劣化が
あると判断して、燃料電池の運転を停止するようにした
燃料電池の保護装置が記載されている。この保護装置に
類似したものは特開昭59-149660号公報にも記載されて
いる。
の上流側と下流側とで一酸化炭素あるいは二酸化炭素の
濃度を計測して、この濃度が所定値以上となったとき、
ガスクロスやガス欠陥による電池カーボンの酸化劣化が
あると判断して、燃料電池の運転を停止するようにした
燃料電池の保護装置が記載されている。この保護装置に
類似したものは特開昭59-149660号公報にも記載されて
いる。
【０００４】図３は特開昭63-264875号公報記載の燃料
電池を示すブロック図であって、各々一対のガス拡散電
極間に電解質を保持してなる複数の単電池から構成され
る電池本体１には、酸化剤給排系２および燃料給排系３
が接続されており、電池本体１の下流側の酸化剤給排系
２には一酸化炭素および二酸化炭素を検出するガス濃度
検出装置４が接続されている。このガス濃度検出装置４
はまた電池本体１の上流側及び下流側の燃料給排系３に
も接続されている。
電池を示すブロック図であって、各々一対のガス拡散電
極間に電解質を保持してなる複数の単電池から構成され
る電池本体１には、酸化剤給排系２および燃料給排系３
が接続されており、電池本体１の下流側の酸化剤給排系
２には一酸化炭素および二酸化炭素を検出するガス濃度
検出装置４が接続されている。このガス濃度検出装置４
はまた電池本体１の上流側及び下流側の燃料給排系３に
も接続されている。
【０００５】このような従来の燃料電池に於いて、電池
本体１に酸化剤給排系２および燃料給排系３を通して酸
化剤および燃料が供給されると、電池本体１内で電気化
学的反応が起こり発電される。電池の劣化、ガスクロ
ス、ガス欠乏等が起きると、リン酸型燃料電池では電極
のカーボン質が酸化することがあり、このような異常反
応が生じた場合には、電池本体１の下流側給排系２およ
び３の排気ガス中に異常反応生成物である一酸化炭素お
よび／または二酸化炭素が排出されることになる。酸化
剤給排系２に排出された異常反応生成物は、ガス濃度検
出装置４により検出されて燃料電池の運転が停止され
る。燃料給排系３に於いては、反応前の燃料に含まれて
いる一酸化炭素や二酸化炭素と異常反応生成物としての
一酸化炭素や二酸化炭素とを区別する必要がある。この
ため、ガス濃度検出装置４により、電池本体１の上流側
の燃料給排系３内の燃料ガス中の一酸化炭素および／ま
たは二酸化炭素のガス濃度と、電池本体１の下流側の燃
料給排系３内の一酸化炭素および／または二酸化炭素の
ガス濃度とを検出し、これらのガス濃度の差から異常反
応生成物の存在を判断し、異常反応が起こっていると判
断された場合には燃料電池の運転が停止される。
本体１に酸化剤給排系２および燃料給排系３を通して酸
化剤および燃料が供給されると、電池本体１内で電気化
学的反応が起こり発電される。電池の劣化、ガスクロ
ス、ガス欠乏等が起きると、リン酸型燃料電池では電極
のカーボン質が酸化することがあり、このような異常反
応が生じた場合には、電池本体１の下流側給排系２およ
び３の排気ガス中に異常反応生成物である一酸化炭素お
よび／または二酸化炭素が排出されることになる。酸化
剤給排系２に排出された異常反応生成物は、ガス濃度検
出装置４により検出されて燃料電池の運転が停止され
る。燃料給排系３に於いては、反応前の燃料に含まれて
いる一酸化炭素や二酸化炭素と異常反応生成物としての
一酸化炭素や二酸化炭素とを区別する必要がある。この
ため、ガス濃度検出装置４により、電池本体１の上流側
の燃料給排系３内の燃料ガス中の一酸化炭素および／ま
たは二酸化炭素のガス濃度と、電池本体１の下流側の燃
料給排系３内の一酸化炭素および／または二酸化炭素の
ガス濃度とを検出し、これらのガス濃度の差から異常反
応生成物の存在を判断し、異常反応が起こっていると判
断された場合には燃料電池の運転が停止される。
【０００６】特開昭60-54176号公報記載の積層燃料電池
の安全保護装置に於いては、初期運転時あるいは定期点
検時に最低の電池電圧を示した単位電池あるいはその単
位電池を含む電池ブロックが、その後の運転に於いても
常に最も早く劣化するという経験から得た知見に基づ
き、初期運転時あるいは点検時に最低の分担電圧を示し
た電池を選定し、その選定された電池の電圧が、電池の
分極が始まる直前の電圧値以下になったとき電池の運転
を停止させるようにしてある。
の安全保護装置に於いては、初期運転時あるいは定期点
検時に最低の電池電圧を示した単位電池あるいはその単
位電池を含む電池ブロックが、その後の運転に於いても
常に最も早く劣化するという経験から得た知見に基づ
き、初期運転時あるいは点検時に最低の分担電圧を示し
た電池を選定し、その選定された電池の電圧が、電池の
分極が始まる直前の電圧値以下になったとき電池の運転
を停止させるようにしてある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図３に示す従来の燃料
電池に於いては、一酸化炭素や二酸化炭素のガス濃度を
迅速に感度良く検出する検出器を使用することが要求さ
れ、このような検出器が実現されたとしても、電池内の
異常反応により発生した異常反応ガスをサンプリング
し、検出するまでに時間が掛かってしまい、異常反応ガ
スを検出した時点では既に電池中のカーボン質の酸化損
耗等の異常が発生した後であり、異常反応を事前に防止
することが出来ない等の問題点があった。
電池に於いては、一酸化炭素や二酸化炭素のガス濃度を
迅速に感度良く検出する検出器を使用することが要求さ
れ、このような検出器が実現されたとしても、電池内の
異常反応により発生した異常反応ガスをサンプリング
し、検出するまでに時間が掛かってしまい、異常反応ガ
スを検出した時点では既に電池中のカーボン質の酸化損
耗等の異常が発生した後であり、異常反応を事前に防止
することが出来ない等の問題点があった。
【０００８】また、特開昭60-54176号公報記載のもので
は、どの単電池あるいは電池群を最低の分担電圧を示す
ものとして選定すべきかを決定するために、総ての単電
池若しくは複数電池よりなる電池群の電圧を計測するた
めの多数の電圧計測線を事前に設置しておかなければな
らないという問題点があった。
は、どの単電池あるいは電池群を最低の分担電圧を示す
ものとして選定すべきかを決定するために、総ての単電
池若しくは複数電池よりなる電池群の電圧を計測するた
めの多数の電圧計測線を事前に設置しておかなければな
らないという問題点があった。
【０００９】この発明は上述の問題点を解決するために
なされたもので、運転中の燃料ガス不足に起因する例え
ば上述のような電池の損耗を受ける前に簡便な装置で異
常を検出し、運転を停止できる積層型の燃料電池保護方
法および保護装置ならびにこの保護装置を備えた燃料電
池装置を得ることを目的とする。
なされたもので、運転中の燃料ガス不足に起因する例え
ば上述のような電池の損耗を受ける前に簡便な装置で異
常を検出し、運転を停止できる積層型の燃料電池保護方
法および保護装置ならびにこの保護装置を備えた燃料電
池装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、請求項１記載の燃料電池保護方法は、垂直方向に
積層された多数の単電池を含み、垂直方向に上部、中部
および下部に区分され得る燃料電池積層体と、上記燃料
電池積層体の上記多数の単電池に共通に反応ガスを供給
するためのガス供給ヘッダとを備えた積層型燃料電池を
異常運転から保護するために、上記燃料電池積層体の上
記下部に属する少なくとも１つの単電池の出力電圧を監
視する工程と、上記出力電圧が所定値よりも低下したと
き上記燃料電池の運転を停止する工程とを備えている。
めに、請求項１記載の燃料電池保護方法は、垂直方向に
積層された多数の単電池を含み、垂直方向に上部、中部
および下部に区分され得る燃料電池積層体と、上記燃料
電池積層体の上記多数の単電池に共通に反応ガスを供給
するためのガス供給ヘッダとを備えた積層型燃料電池を
異常運転から保護するために、上記燃料電池積層体の上
記下部に属する少なくとも１つの単電池の出力電圧を監
視する工程と、上記出力電圧が所定値よりも低下したと
き上記燃料電池の運転を停止する工程とを備えている。
【００１１】請求項２の燃料電池保護装置は、垂直方向
に積層された多数の単電池を含み、垂直方向に上部、中
部および下部に区分され得る燃料電池積層体と、上記燃
料電池積層体の上記多数の単電池に共通に反応ガスを供
給するためのガス供給ヘッダとを備えた積層型燃料電池
を異常運転から保護する装置であって、上記燃料電池積
層体の上記下部に属する少なくとも１つの単電池に接続
されて、この単電池の出力電圧を測定する電圧測定装置
と、上記出力電圧が所定値よりも低下したことを検知し
たとき上記燃料電池の運転を停止させる制御装置とを備
えている。
に積層された多数の単電池を含み、垂直方向に上部、中
部および下部に区分され得る燃料電池積層体と、上記燃
料電池積層体の上記多数の単電池に共通に反応ガスを供
給するためのガス供給ヘッダとを備えた積層型燃料電池
を異常運転から保護する装置であって、上記燃料電池積
層体の上記下部に属する少なくとも１つの単電池に接続
されて、この単電池の出力電圧を測定する電圧測定装置
と、上記出力電圧が所定値よりも低下したことを検知し
たとき上記燃料電池の運転を停止させる制御装置とを備
えている。
【００１２】請求項３記載の燃料電池装置は、垂直方向
に積層された多数の単電池を含み、垂直方向に上部、中
部および下部に区分され得る燃料電池積層体と、上記燃
料電池積層体の上記多数の単電池に共通に反応ガスを供
給するためのガス供給ヘッダと、上記燃料電池積層体の
上記下部に属する少なくとも１つの単電池に接続され
て、この単電池の出力電圧を測定する電圧測定装置と、
上記出力電圧が所定値よりも低下したことを検知したと
き上記燃料電池の運転を停止させて、上記積層型燃料電
池を異常運転から保護する制御装置とを備えている。
に積層された多数の単電池を含み、垂直方向に上部、中
部および下部に区分され得る燃料電池積層体と、上記燃
料電池積層体の上記多数の単電池に共通に反応ガスを供
給するためのガス供給ヘッダと、上記燃料電池積層体の
上記下部に属する少なくとも１つの単電池に接続され
て、この単電池の出力電圧を測定する電圧測定装置と、
上記出力電圧が所定値よりも低下したことを検知したと
き上記燃料電池の運転を停止させて、上記積層型燃料電
池を異常運転から保護する制御装置とを備えている。
【００１３】
【作用】請求項１記載の燃料電池保護方法によれば、積
層型燃料電池の運転中に燃料ガスが異常減少した場合に
は、積層型電池の電池電圧の低下が他の部分よりも下部
に於いて大きくなるという現象に基づいて、燃料電池積
層体の下部に属する少なくとも１つの単電池の出力電圧
を監視して、この出力電圧が所定値よりも低下したとき
燃料ガスの異常減少が生じたと判断して燃料電池の運転
を停止して燃料電池に異常が発生する前に保護すること
ができる。
層型燃料電池の運転中に燃料ガスが異常減少した場合に
は、積層型電池の電池電圧の低下が他の部分よりも下部
に於いて大きくなるという現象に基づいて、燃料電池積
層体の下部に属する少なくとも１つの単電池の出力電圧
を監視して、この出力電圧が所定値よりも低下したとき
燃料ガスの異常減少が生じたと判断して燃料電池の運転
を停止して燃料電池に異常が発生する前に保護すること
ができる。
【００１４】請求項２記載の燃料電池保護装置に於いて
は、電圧測定装置により燃料電池積層体の下部に属する
少なくとも１つの単電池の出力電圧を測定して、出力電
圧が所定値よりも低下したことを検知したとき制御装置
により燃料電池の運転を停止させて燃料電池を保護する
ことができる。請求項３記載の燃料電池装置は、電圧測
定装置により燃料電池積層体の下部に属する少なくとも
１つの単電池の出力電圧を測定して、この出力電圧が所
定値よりも低下したことを検知したとき制御装置により
燃料電池の運転を停止させて燃料電池が保護される
は、電圧測定装置により燃料電池積層体の下部に属する
少なくとも１つの単電池の出力電圧を測定して、出力電
圧が所定値よりも低下したことを検知したとき制御装置
により燃料電池の運転を停止させて燃料電池を保護する
ことができる。請求項３記載の燃料電池装置は、電圧測
定装置により燃料電池積層体の下部に属する少なくとも
１つの単電池の出力電圧を測定して、この出力電圧が所
定値よりも低下したことを検知したとき制御装置により
燃料電池の運転を停止させて燃料電池が保護される
【００１５】
【実施例】図１はこの発明の実施例の燃料電池装置を概
略的に示しており、燃料電池装置は多数の単電池を含む
積層型の電池本体１を備えている。電池本体１は、垂直
方向に積層された多数の単電池を含む燃料電池積層体
（図示してない）と、燃料電池積層体の多数の単電池に
共通に反応ガスを供給するためのガス供給ヘッダ（図示
してない）とを備え、酸化剤給排系２と燃料給排系３と
が接続された一般的な構造のものである。電池本体１
は、本発明の説明の便宜上、図１に於いては二点鎖線に
より垂直方向に上部Ａ、中部Ｂおよび下部Ｃに略々三等
分されているが、電池本体１が構造上区分されているわ
けではなく、電池本体１の燃料電池積層体の全体の高さ
寸法を三等分して図示しているものに過ぎず、酸化剤供
給ヘッダおよび燃料供給ヘッダは各単電池に共通であ
る。このように構成された電池本体１には電気出力線５
を介して負荷６が接続されている。
略的に示しており、燃料電池装置は多数の単電池を含む
積層型の電池本体１を備えている。電池本体１は、垂直
方向に積層された多数の単電池を含む燃料電池積層体
（図示してない）と、燃料電池積層体の多数の単電池に
共通に反応ガスを供給するためのガス供給ヘッダ（図示
してない）とを備え、酸化剤給排系２と燃料給排系３と
が接続された一般的な構造のものである。電池本体１
は、本発明の説明の便宜上、図１に於いては二点鎖線に
より垂直方向に上部Ａ、中部Ｂおよび下部Ｃに略々三等
分されているが、電池本体１が構造上区分されているわ
けではなく、電池本体１の燃料電池積層体の全体の高さ
寸法を三等分して図示しているものに過ぎず、酸化剤供
給ヘッダおよび燃料供給ヘッダは各単電池に共通であ
る。このように構成された電池本体１には電気出力線５
を介して負荷６が接続されている。
【００１６】この発明の燃料電池装置は、電池本体１の
燃料電池積層体の下部Ｃに属する少なくとも１つの単電
池、例えば燃料電池積層体の最も下に位置する単電池に
接続されて、この単電池の出力電圧を測定する電圧測定
装置７と、電圧測定装置７の測定した電圧があらかじめ
設定した所定の基準値よりも低下したときに燃料電池の
運転を停止させる制御装置８とを備えている。あらかじ
め設定した所定の基準値は、燃料電池の運転状態が異常
でない場合に得られる下部Ｃの電池電圧よりも低く、燃
料ガスの供給異常発生時の下部Ｃの電池電圧よりも高い
値である。
燃料電池積層体の下部Ｃに属する少なくとも１つの単電
池、例えば燃料電池積層体の最も下に位置する単電池に
接続されて、この単電池の出力電圧を測定する電圧測定
装置７と、電圧測定装置７の測定した電圧があらかじめ
設定した所定の基準値よりも低下したときに燃料電池の
運転を停止させる制御装置８とを備えている。あらかじ
め設定した所定の基準値は、燃料電池の運転状態が異常
でない場合に得られる下部Ｃの電池電圧よりも低く、燃
料ガスの供給異常発生時の下部Ｃの電池電圧よりも高い
値である。
【００１７】燃料電池装置の運転中に、燃料給排系２か
ら電池本体１に供給される燃料ガスが何等かの理由で減
少した場合には、各単電池の発生する出力電圧が減少す
るが、この発明は、負荷に対する燃料ガスの流量が異常
に減った場合、つまり水素利用率が異常に高くなった場
合には、燃料電池積層体を垂直方向に三等分した下方の
部分に属する少なくとも１つの単電池の出力電圧の電圧
低下が、他の部分に於ける電圧低下よりも顕著に大きく
なるという新しく得られた実験結果に基づいている。
ら電池本体１に供給される燃料ガスが何等かの理由で減
少した場合には、各単電池の発生する出力電圧が減少す
るが、この発明は、負荷に対する燃料ガスの流量が異常
に減った場合、つまり水素利用率が異常に高くなった場
合には、燃料電池積層体を垂直方向に三等分した下方の
部分に属する少なくとも１つの単電池の出力電圧の電圧
低下が、他の部分に於ける電圧低下よりも顕著に大きく
なるという新しく得られた実験結果に基づいている。
【００１８】図２にはこの実験により得られた電圧変化
量の分布曲線を示す。実験では、共通のガスへッダを持
つ３２４個の単電池を積層してなる積層型燃料電池を用
い、燃料には６１％Ｈ2−１５％ＣＯ2−２４％Ｈ2０の
組成の模擬燃料ガスを使用し、燃料ガス流量即ち水素利
用率を変化させて積層方向の電池出力電圧の変化の分布
を調べた。水素利用率を５５％から７５％にした場合に
は、電池電圧の変化に位置による差は認められなかっ
た。しかしながら、水素利用率を７５％から８７％にし
た場合には、図２に示すような電圧変化量の分布曲線が
得られた。図２に於いて、燃料電池積層体を垂直方向に
３等分して上部Ａ、中部Ｂおよび下部Ｃとに分けた場
合、下部Ｃに於ける電池出力電圧の低下量が上部Ａおよ
び中部Ｂに於ける電池出力電圧低下量に比べて顕著に大
きく、約４倍程度大きかった。このことから、燃料電池
積層体の下部Ｃに属する少なくともいずれか１つの単電
池を選択して電池電圧の低下を監視しておけば、燃料ガ
スの異常減少を確実に検出できることが明らかである。
量の分布曲線を示す。実験では、共通のガスへッダを持
つ３２４個の単電池を積層してなる積層型燃料電池を用
い、燃料には６１％Ｈ2−１５％ＣＯ2−２４％Ｈ2０の
組成の模擬燃料ガスを使用し、燃料ガス流量即ち水素利
用率を変化させて積層方向の電池出力電圧の変化の分布
を調べた。水素利用率を５５％から７５％にした場合に
は、電池電圧の変化に位置による差は認められなかっ
た。しかしながら、水素利用率を７５％から８７％にし
た場合には、図２に示すような電圧変化量の分布曲線が
得られた。図２に於いて、燃料電池積層体を垂直方向に
３等分して上部Ａ、中部Ｂおよび下部Ｃとに分けた場
合、下部Ｃに於ける電池出力電圧の低下量が上部Ａおよ
び中部Ｂに於ける電池出力電圧低下量に比べて顕著に大
きく、約４倍程度大きかった。このことから、燃料電池
積層体の下部Ｃに属する少なくともいずれか１つの単電
池を選択して電池電圧の低下を監視しておけば、燃料ガ
スの異常減少を確実に検出できることが明らかである。
【００１９】このように、この発明の燃料電池装置に於
いては、発電システムの不整動作等により負荷に対する
燃料ガスの流量が減少し、電池本体１での実質的な水素
利用率が例えば７５％となった場合には、電池電圧の変
化に位置による変化は現れずに、図２に示される如き電
池下部Ｃでの電池電圧の顕著な低下は起こらない。従っ
て、この電池電圧は所定の基準値よりも高く、制御装置
８を作動させて燃料電池の運転を停止させるには至らな
い。
いては、発電システムの不整動作等により負荷に対する
燃料ガスの流量が減少し、電池本体１での実質的な水素
利用率が例えば７５％となった場合には、電池電圧の変
化に位置による変化は現れずに、図２に示される如き電
池下部Ｃでの電池電圧の顕著な低下は起こらない。従っ
て、この電池電圧は所定の基準値よりも高く、制御装置
８を作動させて燃料電池の運転を停止させるには至らな
い。
【００２０】一方、燃料ガスの供給量が異常に減少し、
例えば水素利用率で８７％にもなると、燃料電池積層体
の下部Ｃの電池電圧が他の部分、例えば上部Ａの電池電
圧の約４倍以上となり、この電圧が電圧測定装置７によ
り検出され、あらかじめ設定した所定の基準電圧値より
も低くなったことが検知され、制御装置８により燃料電
池の運転が停止される。
例えば水素利用率で８７％にもなると、燃料電池積層体
の下部Ｃの電池電圧が他の部分、例えば上部Ａの電池電
圧の約４倍以上となり、この電圧が電圧測定装置７によ
り検出され、あらかじめ設定した所定の基準電圧値より
も低くなったことが検知され、制御装置８により燃料電
池の運転が停止される。
【００２１】この発明に於いて電圧測定の対象とすべき
電池は、上述の如く、下部Ｃに属する単一の単電池でも
任意の数の複数の単電池でも良く、また最下部の電池を
選択しても良く、隣接した電池を選択しても隣接してな
いものを選択してもよい。また、複数の電池本体を含む
発電システムに適用することもできる。
電池は、上述の如く、下部Ｃに属する単一の単電池でも
任意の数の複数の単電池でも良く、また最下部の電池を
選択しても良く、隣接した電池を選択しても隣接してな
いものを選択してもよい。また、複数の電池本体を含む
発電システムに適用することもできる。
【００２２】
【発明の効果】このように、この発明によれば、積層型
燃料電池の燃料電池積層体の下部に属する少なくとも１
つの単電池の出力電圧を電圧測定装置により監視し、出
力電圧が所定値よりも低下したとき制御装置により燃料
電池の運転が停止される。従って、保護装置の構成が簡
単で安価であり、既存の燃料電池の設計を変えずに設置
することができる。特に、電圧を測定すべき電池は位置
だけによって選択できるので、測定すべき電池の選択が
極めて容易である。また、異常反応によるガス濃度を検
出するものではなく、電池電圧を検出するものであるの
で、異常反応が発生する前に早期に、また燃料ガスの異
常な減少が発生したら直ちに迅速にその異常を検出でき
る。
燃料電池の燃料電池積層体の下部に属する少なくとも１
つの単電池の出力電圧を電圧測定装置により監視し、出
力電圧が所定値よりも低下したとき制御装置により燃料
電池の運転が停止される。従って、保護装置の構成が簡
単で安価であり、既存の燃料電池の設計を変えずに設置
することができる。特に、電圧を測定すべき電池は位置
だけによって選択できるので、測定すべき電池の選択が
極めて容易である。また、異常反応によるガス濃度を検
出するものではなく、電池電圧を検出するものであるの
で、異常反応が発生する前に早期に、また燃料ガスの異
常な減少が発生したら直ちに迅速にその異常を検出でき
る。
【図１】この発明の燃料電池保護装置を備えた燃料電池
装置の一実施例を示す概略図。
装置の一実施例を示す概略図。
【図２】積層型燃料電池の燃料ガス供給量の異常な減
少、即ち水素利用率の異常な増大による電圧変化量の分
布を示すグラフ。
少、即ち水素利用率の異常な増大による電圧変化量の分
布を示すグラフ。
【図３】従来の燃料電池の発電システムを示す概略図。
１ 電池本体 ２ 燃料給排系 ３ 参加剤給排系 ７ 電圧測定装置 ８ 制御装置
Claims (3)
- 【請求項１】 垂直方向に積層された多数の単電池を含
み、垂直方向に上部、中部および下部に区分され得る燃
料電池積層体と、上記燃料電池積層体の上記多数の単電
池に共通に反応ガスを供給するためのガス供給ヘッダと
を備えた積層型燃料電池を異常運転から保護するための
燃料電池保護方法であって、 上記燃料電池積層体の上記下部に属する少なくとも１つ
の単電池の出力電圧を監視する工程と、 上記出力電圧が所定値よりも低下したとき上記燃料電池
の運転を停止する工程とを備えた燃料電池保護方法。 - 【請求項２】 垂直方向に積層された多数の単電池を含
み、垂直方向に上部、中部および下部に区分され得る燃
料電池積層体と、上記燃料電池積層体の上記多数の単電
池に共通に反応ガスを供給するためのガス供給ヘッダと
を備えた積層型燃料電池を異常運転から保護するための
燃料電池保護装置であって、 上記燃料電池積層体の上記下部に属する少なくとも１つ
の単電池に接続されて、この単電池の出力電圧を測定す
る電圧測定装置と、 上記出力電圧が所定値よりも低下したことを検知したと
き上記燃料電池の運転を停止させる制御装置とを備える
燃料電池保護装置。 - 【請求項３】 垂直方向に積層された多数の単電池を含
み、垂直方向に上部、中部および下部に区分され得る燃
料電池積層体と、 上記燃料電池積層体の上記多数の単電池に共通に反応ガ
スを供給するためのガス供給ヘッダと、 上記燃料電池積層体の上記下部に属する少なくとも１つ
の単電池に接続されて、この単電池の出力電圧を測定す
る電圧測定装置と、 上記出力電圧が所定値よりも低下したことを検知したと
き上記燃料電池の運転を停止させて、上記積層型燃料電
池を異常運転から保護する制御装置とを備えた燃料電池
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05103285A JP3098135B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 燃料電池保護方法および保護装置ならびに燃料電池装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05103285A JP3098135B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 燃料電池保護方法および保護装置ならびに燃料電池装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11009709A Division JPH11260385A (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 燃料電池保護方法および保護装置ならびに燃料電池装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06310161A true JPH06310161A (ja) | 1994-11-04 |
| JP3098135B2 JP3098135B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=14350052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05103285A Expired - Fee Related JP3098135B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 燃料電池保護方法および保護装置ならびに燃料電池装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3098135B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7354668B2 (en) | 2003-02-05 | 2008-04-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Operation state determining apparatus and method for fuel cell |
| KR100916183B1 (ko) * | 2001-11-08 | 2009-09-08 | 누베라 퓨엘 셀스 유로프 에스.아르.엘. | 멤브레인 전기화학적 발생기의 집전체/배전체 재사용 방법 |
-
1993
- 1993-04-28 JP JP05103285A patent/JP3098135B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100916183B1 (ko) * | 2001-11-08 | 2009-09-08 | 누베라 퓨엘 셀스 유로프 에스.아르.엘. | 멤브레인 전기화학적 발생기의 집전체/배전체 재사용 방법 |
| US7354668B2 (en) | 2003-02-05 | 2008-04-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Operation state determining apparatus and method for fuel cell |
| DE102004005530B4 (de) * | 2003-02-05 | 2015-08-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Brennstoffzellen-Betriebszustandbestimmungsgerät und Verfahren |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3098135B2 (ja) | 2000-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0827226B1 (en) | PEM fuel cell monitoring system | |
| JP4905182B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| US7251981B2 (en) | Method and device for diagnosing gas sensor degradation | |
| JP2006351346A (ja) | レドックスフロー電池システム | |
| WO2012056866A1 (ja) | 燃料電池システム | |
| US8374808B2 (en) | Detection method for membrane and electrode failures in fuel cell stacks | |
| WO2005096428A1 (ja) | 燃料電池システム及びその制御方法 | |
| US20050064252A1 (en) | Method for operating polymer electrolyte fuel cell | |
| CN101390235A (zh) | 用于检测污染物的氢传感器电池 | |
| US20150357661A1 (en) | Method for detecting leakage of a reducing fluid throughout an electrolyte membrane of an electrochemical cell | |
| JPH11260385A (ja) | 燃料電池保護方法および保護装置ならびに燃料電池装置 | |
| JPH0227787B2 (ja) | ||
| JP2006197790A (ja) | 電源装置 | |
| JPH06310161A (ja) | 燃料電池保護方法および保護装置ならびに燃料電池装置 | |
| JPH0824052B2 (ja) | 積層型燃料電池 | |
| JPH0955219A (ja) | 燃料電池発電装置およびその運転方法 | |
| JP4762569B2 (ja) | 燃料電池システムおよびその制御方法 | |
| JP2004171993A (ja) | 燃料電池発電システム及び燃料電池発電システムの運転方法 | |
| JP3455392B2 (ja) | 燃料電池の特性診断方法および燃料電池の運転方法 | |
| JP5139870B2 (ja) | 燃料電池システム及びそれを用いたクロスリーク検出方法 | |
| JPH0690932B2 (ja) | 燃料電池の運転法 | |
| JPH08213038A (ja) | 燃料電池発電装置の制御方法 | |
| JP2598014B2 (ja) | 積層型燃料電池のクロスオーバー検知方法 | |
| US20060035118A1 (en) | Method for detecting a gas leak in a pem fuel cell | |
| JP2735399B2 (ja) | 積層型燃料電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |