JPH07235324A - Drive device of fuel cell - Google Patents

Drive device of fuel cell

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JPH07235324A
JPH07235324A JP6051225A JP5122594A JPH07235324A JP H07235324 A JPH07235324 A JP H07235324A JP 6051225 A JP6051225 A JP 6051225A JP 5122594 A JP5122594 A JP 5122594A JP H07235324 A JPH07235324 A JP H07235324A
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JP
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fuel cell
gas
electrode
supply
oxygen gas
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Nariyuki Kawazu
成之 河津
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PURPOSE:To generate continuous electromotive force effectively by performing the removal of the produced water from near the electrode with good responsiveness. CONSTITUTION:The CPU 62 of an electronic control unit 60 senses excessive leak at the surface of the cathode of a solid highpolymer type fuel cell 10 from the output voltage E sensed by a voltmeter 52 and the impedance Z sensed by an impedance meter 54, and performs accordingly the control to enlarge the degree of opening of a motor-driven valve 34 provided in a bypass piping 30. Associated with the rate of flow in the bypass piping 30 is increased, and the rate of flow of the oxygen gas supplied to the cathode of the fuel cell 10 is increased. When the rate of flow of the oxygen gas is increased to V1, water drops coagulated at and attached to the surface of the cathode 120 of the fuel cell 10 are blown off by the dynamic pressure of the oxygen gas of the rate of flow V1 and passed through a gas exhaust piping 40 to be exhausted to the outside. Thereby thin holes at the surface of the cathode can be prevented from being choked with the water drops.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、電極にガスを供給し
てその供給ガスの化学反応から起電力を得る燃料電池の
駆動装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving device for a fuel cell, which supplies gas to electrodes to obtain electromotive force from a chemical reaction of the supplied gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、燃料電池の一つである固体高分
子型燃料電池では、次式に示すように、アノードでは水
素ガスを水素イオンと電子にする反応が、カソードでは
酸素ガスと水素イオンおよび電子から水を生成する反応
が行なわれる。 アノード:H2→2H++2e- カソード:2H++2e-+(1/2)O2→H2
2. Description of the Related Art For example, in a polymer electrolyte fuel cell, which is one of the fuel cells, a reaction of converting hydrogen gas into hydrogen ions and electrons at the anode and oxygen gas and hydrogen ions at the cathode are performed as shown in the following equation. And the reaction of producing water from the electrons takes place. Anode: H 2 → 2H + + 2e Cathode: 2H + + 2e + (1/2) O 2 → H 2 O

【0003】これらの反応を連続的に行なうためには、
電極へ反応物質を連続的に供給すると共に、電極付近か
ら生成物質を取り除く必要がある。固体高分子型燃料電
池の場合、カソードでは、酸素を連続的に供給すると共
に生成物質である水を取り除く必要がある。生成物質の
水を取り除かないと、水が電極付近に滞留し、電極基材
の細孔を閉塞してしまい、運転効率を低下させ、場合に
よっては反応を停止させてしまうからである。
In order to carry out these reactions continuously,
It is necessary to continuously supply the reactant to the electrode and remove the product from the vicinity of the electrode. In the case of the polymer electrolyte fuel cell, it is necessary to continuously supply oxygen and remove water as a product at the cathode. This is because if the product water is not removed, the water will stay near the electrodes and block the pores of the electrode base material, reducing the operating efficiency and possibly stopping the reaction.

【0004】従来より、こうした電極付近の生成水の排
除を行なうことにより、エネルギ変換を効率よく連続的
に行なう燃料電池の駆動装置として、電極に疎水性の部
分と親水性の部分を交互に設け、親水性の部分で吸水し
た水を、木綿繊維を紐状にしたウィックで燃料電池の外
へ排出するものが提案されている(特開平4−1246
2号)。また、同様な効果を奏する装置として、多孔性
の耐水カーボン紙を電解質膜とカソード側ガス流路の間
に設け、多孔性の耐水カーボン紙の表面に生じる水分を
ガスの圧力で燃料電池の外へ排出するものも提案されて
いる(特開平2−86071号公報)。
Conventionally, a hydrophobic portion and a hydrophilic portion are alternately provided on an electrode as a driving device of a fuel cell for efficiently and continuously converting energy by eliminating generated water near the electrode. It has been proposed that the water absorbed in the hydrophilic part be discharged to the outside of the fuel cell with a wick made of cotton fibers (JP-A-4-1246).
No. 2). Further, as a device having the same effect, a porous water-resistant carbon paper is provided between the electrolyte membrane and the cathode-side gas flow path, and water generated on the surface of the porous water-resistant carbon paper is removed from the fuel cell by gas pressure. It has also been proposed to discharge it to (Japanese Patent Laid-Open No. 2-86071).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
装置では、水が耐水カーボン紙やウィック内を充分に浸
透して初めて水の排出が始まることから、急激に水が過
剰になっても、すぐには水を排出できなかった。このた
め、燃料電池は出力低下を起こし、一時的に運転効率が
低下する問題が生じた。また、これら耐水カーボン紙や
ウィックは耐熱性が低く、燃料電池の耐久性を劣化させ
る問題も生じた。
However, in these devices, the water starts to be drained only after the water has sufficiently penetrated into the water-resistant carbon paper or the wick, so that even if the water is suddenly excessive, the water is immediately discharged. Could not drain water. As a result, the output of the fuel cell is reduced, and the operating efficiency is temporarily reduced. Further, these water-resistant carbon papers and wicks have low heat resistance, which causes a problem of deteriorating the durability of the fuel cell.

【0006】この発明の燃料電池の駆動装置は、こうし
た問題に鑑みてなされたもので、電極付近の生成水の排
除を応答性よく行なうことにより、効率よく連続的に起
電力を得ることを目的としている。
The fuel cell drive apparatus of the present invention has been made in view of these problems, and an object thereof is to efficiently and continuously obtain an electromotive force by efficiently removing generated water near the electrodes. I am trying.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
べく、前記課題を解決するための手段として、以下に示
す構成をとった。
In order to achieve such an object, the following constitution is adopted as a means for solving the above problems.

【0008】即ち、本発明の第1の燃料電池の駆動装置
は、電極にガスを供給してその供給ガスの化学反応から
起電力を得る燃料電池の駆動装置であって、前記電極の
濡れ状態を検出する電極濡れ状態検出手段と、該電極濡
れ状態検出手段により前記電極の濡れすぎの状態が検出
されたときに、前記電極に供給される供給ガスの動圧を
一時的に増加させる動圧増加手段とを備えたことを、そ
の要旨としている。
That is, the first fuel cell driving apparatus of the present invention is a fuel cell driving apparatus that supplies gas to an electrode to obtain electromotive force from a chemical reaction of the supplied gas. And a dynamic pressure for temporarily increasing the dynamic pressure of the supply gas supplied to the electrode when the electrode wet state detecting means detects an excessively wet state of the electrode. The gist is that it is equipped with an increasing means.

【0009】前記第1の燃料電池の駆動装置において、
前記動圧増加手段は、前記燃料電池からの前記供給ガス
の排出分を前記燃料電池に循環させる循環手段と、該循
環手段によるガスの循環量を変化させる循環量調整手段
とを有する構成としてもよい。
In the drive device for the first fuel cell,
The dynamic pressure increasing means may be configured to have a circulation means for circulating the exhausted amount of the supply gas from the fuel cell to the fuel cell, and a circulation amount adjusting means for changing the circulation amount of gas by the circulation means. Good.

【0010】前記動圧増加手段は、前記燃料電池に前記
供給ガスを供給するガス供給路、または前記燃料電池か
ら前記供給ガスを排出するガス排出路に設けられ、該ガ
ス路中のガス圧力を調整するガス圧調整手段を有するよ
うに構成してもよい。
The dynamic pressure increasing means is provided in a gas supply passage for supplying the supply gas to the fuel cell or a gas discharge passage for discharging the supply gas from the fuel cell, and controls the gas pressure in the gas passage. It may be configured to have a gas pressure adjusting means for adjusting.

【0011】また、前記第1の燃料電池の駆動装置にお
いて、前記燃料電池に供給ガスを供給するガス供給路
と、該ガス供給路中に設けられ、前記供給ガスを加湿す
る加湿器とを備えると共に、前記動圧増加手段は、前記
ガス供給路をバイパスして、乾燥した供給ガスを前記燃
料電池へ供給するバイパス路と、該バイパス路の流量を
制御するバイパス流量制御手段とを有する構成としても
よい。
Further, in the first fuel cell drive device, a gas supply path for supplying a supply gas to the fuel cell and a humidifier provided in the gas supply path for humidifying the supply gas are provided. At the same time, the dynamic pressure increasing means has a bypass path that bypasses the gas supply path and supplies a dry supply gas to the fuel cell, and a bypass flow rate control means that controls the flow rate of the bypass path. Good.

【0012】一方、本発明の第2の燃料電池の駆動装置
は、電極にガスを供給してその供給ガスの化学反応から
起電力を得る単電池の集合体である電池ユニットを複数
備えた燃料電池の駆動装置であって、前記電極の濡れ状
態を検出する電極濡れ状態検出手段と、該電極濡れ状態
検出手段によりいずれかの電池ユニットに前記電極の濡
れすぎの状態が検出されたとき、当該電池ユニットの電
極に供給される供給ガスの動圧を一時的に増加させる動
圧増加手段とを備えたことを、その要旨としている。
On the other hand, the second fuel cell driving apparatus of the present invention is a fuel provided with a plurality of cell units each of which is an assembly of single cells for supplying gas to the electrodes and obtaining electromotive force from the chemical reaction of the supplied gas. A battery driving device, wherein an electrode wet state detecting means for detecting a wet state of the electrode, and when the electrode wet state detecting means detects an excessively wet state of the electrode in any of the battery units, The gist of the present invention is to include a dynamic pressure increasing means for temporarily increasing the dynamic pressure of the supply gas supplied to the electrodes of the battery unit.

【0013】前記第1の燃料電池の駆動装置において、
前記動圧増加手段は、前記供給ガスの動圧の増加の対象
を、前記濡れすぎの電極を備えた電池ユニットを少なく
とも含む複数の電池ユニットにわたるものとした手段、
である構成としてもよい。
In the drive device for the first fuel cell,
The dynamic pressure increasing means is a means for increasing the dynamic pressure of the supply gas over a plurality of battery units including at least a battery unit having the electrode that is too wet,
The configuration may be as follows.

【0014】前記動圧増加手段は、前記供給ガスの動圧
の増加を行なう電池ユニットが複数にわたるとき、当該
電池ユニット毎に時間的なズレをもって前記供給ガスの
動圧の増加を実行させる実行タイミング決定手段を有す
る構成としてもよい。
When there are a plurality of battery units that increase the dynamic pressure of the supply gas, the dynamic pressure increasing means executes the increase timing of the dynamic pressure of the supply gas with a time lag for each battery unit. It may be configured to have a determining unit.

【0015】さらに、前記動圧増加手段は、前記供給ガ
スを排出する各電池ユニット毎の排出路にそれぞれ設け
られ、該排出路中のガス圧力を調整するガス圧調整手段
と、前記電極濡れ状態検出手段によりいずれかの電池ユ
ニットに前記電極の濡れすぎの状態が検出されたとき、
当該電池ユニットに対応した前記ガス圧調整手段を調整
することにより当該電池ユニットの電極に供給される供
給ガスの動圧を一時的に増加させると共に、当該電池ユ
ニット以外のその他の電池ユニットの内の少なくとも一
つに対応した前記ガス圧調整手段を調整することにより
これら電池ユニットの電極に供給される供給ガスの動圧
を一時的に減少させる制御手段とを有する構成としても
よい。
Further, the dynamic pressure increasing means is provided in the discharge passage of each battery unit for discharging the supply gas, and the gas pressure adjusting means for adjusting the gas pressure in the discharge passage and the electrode wet state. When a state in which the electrode is too wet is detected in any of the battery units by the detection means,
By temporarily increasing the dynamic pressure of the supply gas supplied to the electrode of the battery unit by adjusting the gas pressure adjusting means corresponding to the battery unit, among other battery units other than the battery unit It may be configured to include a control unit that temporarily reduces the dynamic pressure of the supply gas supplied to the electrodes of the battery units by adjusting the gas pressure adjustment unit corresponding to at least one.

【0016】前記第1または第2の燃料電池の駆動装置
において、電極は好ましくはカソードとするのがよい。
さらには、電極はアノードとしてもよく、またカソード
とアノードの双方としてもよい。
In the first or second fuel cell driving device, the electrode is preferably a cathode.
Furthermore, the electrodes may be anodes and may be both cathodes and anodes.

【0017】また、前記第1または第2の燃料電池の駆
動装置において、前記燃料電池は、前記電極表面に接し
て該電極にガスを供給する溝部を備え、該溝部の内面を
撥水処理したものである構成としてもよい。
In the first or second fuel cell drive device, the fuel cell includes a groove portion that is in contact with the surface of the electrode and supplies gas to the electrode, and the inner surface of the groove portion is water-repellent treated. It may be configured as a thing.

【0018】[0018]

【作用】請求項1記載の燃料電池の駆動装置によれば、
電極濡れ状態検出手段により燃料電池の電極の濡れすぎ
の状態が検出されると、電極に供給される供給ガスの動
圧が、供給ガス動圧増加手段により一時的に増加され
る。このため、燃料電池の運転により電極付近に生成さ
れた余剰水は、前記増加した動圧により素早く吹き飛ば
され供給ガスの流路を通って燃料電池の外部に排出され
る。従って、電極基材の細孔がその余剰水により閉塞さ
れることを応答性よく防ぐ。
According to the fuel cell driving apparatus of the first aspect,
When the electrode wetting state detecting means detects that the electrode of the fuel cell is too wet, the dynamic pressure of the supply gas supplied to the electrode is temporarily increased by the supply gas dynamic pressure increasing means. Therefore, the surplus water generated near the electrodes by the operation of the fuel cell is quickly blown off by the increased dynamic pressure and is discharged to the outside of the fuel cell through the flow path of the supply gas. Therefore, the pores of the electrode base material are responsively prevented from being blocked by the excess water.

【0019】請求項2記載の燃料電池の駆動装置によれ
ば、循環手段により燃料電池からの供給ガスの排出分で
もって供給ガスの燃料電池への供給を行なうことができ
ることから、供給ガスの節約が図られる。
According to the fuel cell driving device of the second aspect, the supply gas can be supplied to the fuel cell by the amount of the supply gas discharged from the fuel cell by the circulation means, so that the supply gas can be saved. Is planned.

【0020】請求項3記載の燃料電池の駆動装置によれ
ば、燃料電池に前記供給ガスを供給するガス供給路、ま
たは前記燃料電池から前記供給ガスを排出するガス排出
路にガス圧調整手段を設けるだけでよく、構成が簡単に
すむ。
According to the third aspect of the present invention, there is provided the fuel cell driving device, wherein the gas pressure adjusting means is provided in the gas supply path for supplying the supply gas to the fuel cell or the gas discharge path for discharging the supply gas from the fuel cell. It is only necessary to provide it, and the configuration is simple.

【0021】請求項4記載の燃料電池の駆動装置によれ
ば、燃料電池に対して、加湿器により加湿された供給ガ
スがガス供給路を介して供給され、乾燥した供給ガスが
バイパス路を介して供給される。そして、バイパス流量
制御手段が制御されることで、その乾燥したガス量を増
大することできる。この結果、増加した供給ガスの動圧
による前述した吹き飛ばしの効果と相まって、その増量
した供給ガスは乾燥していることから、電極付近に生成
された余剰水はより応答性よく排除される。
According to the fourth aspect of the present invention, the fuel cell driving apparatus supplies the fuel cell with the supply gas humidified by the humidifier through the gas supply passage and the dry supply gas through the bypass passage. Supplied. Then, the amount of dried gas can be increased by controlling the bypass flow rate control means. As a result, since the increased amount of the supply gas is dry in combination with the effect of the above-described blowout by the increased dynamic pressure of the supply gas, the surplus water generated near the electrodes is more responsively removed.

【0022】請求項5記載の燃料電池の駆動装置によれ
ば、電極濡れ状態検出手段により、単電池の集合体であ
る電池ユニットのいずれかに電極の濡れすぎの状態が検
出されると、当該電池ユニットの電極に供給される供給
ガスの動圧が、供給ガス動圧増加手段により一時的に増
加される。このため、電池ユニットを複数備えている場
合にも、濡れすぎの状態となった電極付近に生成された
余剰水をその増加した供給ガスの動圧により素早く吹き
飛ばし、電極基材の細孔がその余剰水により閉塞される
ことを応答性よく防ぐ。
According to the fifth aspect of the fuel cell driving apparatus, when the electrode wetting state detecting means detects that the electrode is too wet in any one of the battery units which are the assembly of the unit cells, The dynamic pressure of the supply gas supplied to the electrode of the battery unit is temporarily increased by the supply gas dynamic pressure increasing means. Therefore, even when a plurality of battery units are provided, excess water generated in the vicinity of the electrode that has become too wet is quickly blown off by the increased dynamic pressure of the supply gas, and the pores of the electrode base material are Responsively prevent being blocked by excess water.

【0023】請求項6記載の燃料電池の駆動装置によれ
ば、供給ガスの動圧の増加の対象を、濡れすぎの電極を
備えた電池ユニットを少なくとも含む複数の電池ユニッ
トにわたるものとしたことから、濡れすぎの電極を必ず
しも特定する必要がないことから、制御の構成が簡単に
すむ。
According to the fuel cell driving apparatus of the sixth aspect, the target of increase in the dynamic pressure of the supply gas is a plurality of battery units including at least a battery unit having an electrode that is too wet. Since it is not necessary to specify the electrode that is too wet, the control configuration can be simplified.

【0024】請求項7記載の燃料電池の駆動装置によれ
ば、実行タイミング決定手段により、電池ユニット毎に
時間的なズレをもって供給ガスの動圧の増加が実行され
ることから、濡れ状態の回復に伴う出力電圧の増加は段
階的に少しずつなされることになる。
According to the fuel cell driving apparatus of the present invention, the execution timing determining means increases the dynamic pressure of the supply gas with a time lag for each cell unit, thereby recovering the wet state. As a result, the output voltage is gradually increased step by step.

【0025】請求項10記載の燃料電池の駆動装置によ
れば、電極表面に接した溝部の内面が撥水処理されてい
ることから、溝部には余剰水が溜まりにくい。このた
め、増加手段による電極表面の余剰水の吹き飛ばしがよ
り容易なものとなる。
According to the fuel cell driving device of the tenth aspect, since the inner surface of the groove portion in contact with the electrode surface is treated to be water repellent, excess water is unlikely to be accumulated in the groove portion. Therefore, the excess water can be blown off more easily by the increasing means.

【0026】[0026]

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の好適な実施例について説
明する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below in order to further clarify the structure and operation of the present invention described above.

【0027】図1は、本発明の燃料電池の駆動装置の第
1実施例を適用した燃料電池システム1の配置図であ
る。図1に示すように、この燃料電池システム1は、固
体高分子型燃料電池10と、固体高分子型燃料電池10
に加湿された材料ガス(酸素または空気)を送る酸素ガ
ス供給配管20と、その酸素ガス供給配管20をバイパ
スするバイパス配管30と、固体高分子型燃料電池10
から排出される前記材料ガスを外部に送るガス排出配管
40と、前記バイパス配管30の流量を制御する制御系
50とを備える。
FIG. 1 is a layout view of a fuel cell system 1 to which a first embodiment of a fuel cell driving apparatus of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the fuel cell system 1 includes a polymer electrolyte fuel cell 10 and a polymer electrolyte fuel cell 10.
An oxygen gas supply pipe 20 for sending the humidified material gas (oxygen or air), a bypass pipe 30 for bypassing the oxygen gas supply pipe 20, and a polymer electrolyte fuel cell 10
A gas discharge pipe 40 for sending the material gas discharged from the outside to the outside, and a control system 50 for controlling the flow rate of the bypass pipe 30 are provided.

【0028】固体高分子型燃料電池10の構成について
次に説明する。ここでは、簡単なため固体高分子型燃料
電池10が単電池(セルが一つのもの)から構成されて
いる場合についてまず説明する。図2は、単電池から構
成される固体高分子型燃料電池10の構造図、図3は、
その固体高分子型燃料電池10の分解斜視図である。こ
れら図に示すように、固体高分子型燃料電池10は、電
解質膜110と、この電解質膜110を両側から挟んで
サンドイッチ構造とするガス拡散電極としてのカソード
120およびアノード130と、このサンドイッチ構造
を両側から挟みつつカソード120およびアノード13
0とで材料ガスおよび燃料ガスの流路を形成するセパレ
ータ140,150と、セパレータ140,150の外
側に配置されカソード120およびアノード130の集
電極となる集電板160,170とにより構成されてい
る。
The structure of the polymer electrolyte fuel cell 10 will be described below. Here, for simplicity, the case where the polymer electrolyte fuel cell 10 is composed of a single cell (one cell) will be described first. FIG. 2 is a structural diagram of a polymer electrolyte fuel cell 10 composed of unit cells, and FIG.
3 is an exploded perspective view of the polymer electrolyte fuel cell 10. FIG. As shown in these drawings, the polymer electrolyte fuel cell 10 includes an electrolyte membrane 110, a cathode 120 and an anode 130 as gas diffusion electrodes sandwiching the electrolyte membrane 110 from both sides, and the sandwich structure. Cathode 120 and anode 13 sandwiching them from both sides
And separators 140 and 150 that form flow paths for the material gas and the fuel gas, and collector plates 160 and 170 that are disposed outside the separators 140 and 150 and serve as collector electrodes for the cathode 120 and the anode 130. There is.

【0029】電解質膜110は、高分子材料、例えばフ
ッ素系樹脂により形成されたイオン交換膜であり、湿潤
状態で良好な電気電導性を示す。カソード120および
アノード130は、炭素繊維からなる糸で織成したカー
ボンクロスにより形成されており、このカーボンクロス
には、触媒としての白金または白金と他の金属からなる
合金等を担持したカーボン粉がクロスの隙間に練り込ま
れている。セパレータ140,150は、ち密質のカー
ボンプレートにより形成されている。カソード120側
のセパレータ140は、カソード120の表面とで材料
ガスである酸素含有ガスの流路をなすと共にカソード1
20で生成する水の集水路をなす酸素ガス流路(前述し
たカソード側ガス流路に相当する)142を形成する。
また、アノード130側のセパレータ150は、アノー
ド130の表面とで燃料ガスである水素ガスと水蒸気と
の混合ガスの流路をなす水素ガス流路152を形成す
る。集電板160は、銅(Cu)により形成されてい
る。
The electrolyte membrane 110 is an ion exchange membrane made of a polymer material, for example, a fluorine resin, and exhibits good electric conductivity in a wet state. The cathode 120 and the anode 130 are formed of carbon cloth woven from yarns of carbon fibers, and carbon powder carrying platinum or an alloy of platinum and another metal as a catalyst is carried on the carbon cloth. Is kneaded into the gap. The separators 140 and 150 are formed of a dense carbon plate. The separator 140 on the cathode 120 side forms a flow path for the oxygen-containing gas, which is a material gas, with the surface of the cathode 120 and the cathode 1
An oxygen gas flow path (corresponding to the above-mentioned cathode side gas flow path) 142 that forms a water collection path of the water generated in 20 is formed.
In addition, the separator 150 on the anode 130 side forms a hydrogen gas flow path 152 that forms a flow path of a mixed gas of hydrogen gas that is a fuel gas and water vapor with the surface of the anode 130. The collector plate 160 is made of copper (Cu).

【0030】以上説明したのが固体高分子型燃料電池1
0の基本的な構成である。次に、実際に用いられる固体
高分子型燃料電池10について説明する。図4は、固体
高分子型燃料電池10の実際の概略構造を示した構造図
である。なお、図4中、図2,図3と同じ構成の部品に
対しては図2,図3と同一の符号を付した。
What has been described above is the polymer electrolyte fuel cell 1
The basic configuration is 0. Next, the polymer electrolyte fuel cell 10 actually used will be described. FIG. 4 is a structural diagram showing an actual schematic structure of the polymer electrolyte fuel cell 10. In addition, in FIG. 4, parts having the same configurations as those in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS.

【0031】図4に示すように、固体高分子型燃料電池
10は、図2,図3で示した電解質膜110,カソード
120およびアノード130からなる単電池200をセ
パレータ210で挟んで複数積層したものである。この
セパレータ210は、図2,図3で示した単電池のセパ
レータ140,150と同じ材料からなり、一方側の単
電池200のカソード120の表面とで酸素ガス流路1
42を形成し、他方側の単電池200のアノード側13
0の表面とで水素ガス流路152を形成する。なお、図
中、最も右側に位置する単電池200Rの外側には、酸
素ガス流路142だけを形成するセパレータ140が配
置され、最も左側に位置する単電池200Lの外側に
は、水素ガス流路152だけを形成するセパレータ15
0が配置されている。
As shown in FIG. 4, in the polymer electrolyte fuel cell 10, a plurality of unit cells 200 composed of the electrolyte membrane 110, the cathode 120 and the anode 130 shown in FIGS. It is a thing. This separator 210 is made of the same material as the separators 140 and 150 of the unit cell shown in FIGS. 2 and 3, and the surface of the cathode 120 of the unit cell 200 on one side forms the oxygen gas flow channel 1.
42, and the anode side 13 of the unit cell 200 on the other side
The surface of 0 forms a hydrogen gas flow path 152. In the figure, a separator 140 that forms only an oxygen gas flow path 142 is arranged outside the rightmost unit cell 200R, and a hydrogen gas flow path is formed outside the leftmost unit cell 200L. Separator 15 forming only 152
0 is placed.

【0032】さらに、固体高分子型燃料電池10は、こ
れらセパレータ140,150の外側に配置される冷却
水流路220,230と、冷却水流路220,230の
さらに外側に配置される集電板160,170と、これ
ら全体を両側から絶縁板240,250を介して挟むエ
ンドプレート260,270とを備え、さらにエンドプ
レート260,270を外側から締め付ける締め付けボ
ルト280とを備える。
Further, in the polymer electrolyte fuel cell 10, the cooling water channels 220 and 230 arranged outside the separators 140 and 150, and the current collector plate 160 arranged further outside the cooling water channels 220 and 230. , 170, and end plates 260, 270 sandwiching the whole from both sides via insulating plates 240, 250, and further, a tightening bolt 280 for tightening the end plates 260, 270 from the outside.

【0033】図1に戻り、酸素ガス供給配管20,バイ
パス配管30およびガス排出配管40について次に説明
する。酸素ガス供給配管20は、固体高分子型燃料電池
10の酸素ガス流路142に酸素ガスを供給する管路で
あり、酸素ガス供給源から固体高分子型燃料電池10の
吸入側のマニホールド(図示せず)に至る。酸素ガス供
給配管20の途中には、ガス供給源側から順に第1のガ
ス調圧弁22、MFC(Mass Flow Controller )2
4、加湿器26および逆止め弁28が設けられている。
Returning to FIG. 1, the oxygen gas supply pipe 20, the bypass pipe 30, and the gas discharge pipe 40 will be described below. The oxygen gas supply pipe 20 is a pipe for supplying oxygen gas to the oxygen gas flow path 142 of the polymer electrolyte fuel cell 10, and is a manifold on the intake side of the polymer electrolyte fuel cell 10 from the oxygen gas supply source (see FIG. (Not shown). In the middle of the oxygen gas supply pipe 20, a first gas pressure regulating valve 22 and an MFC (Mass Flow Controller) 2 are arranged in order from the gas supply source side.
4, a humidifier 26 and a check valve 28 are provided.

【0034】ガス調圧弁22は、ダイアフラム式のもの
で、予め所定の開度に操作しておくことで流量を一定に
調整することができる。MFC24は、ガスの質量流量
を検出し、図示しない外部コントローラから与えられた
流量設定信号に応じてガスの質量流量を任意に自動制御
する。加湿器26は、酸素ガス供給配管20を流れるガ
スを加湿するものである。この加湿器26としては、一
般的なバブラータイプのものが採用されており、水を貯
えたタンク内に供給ガスを入れ込んでガスに水蒸気を添
加する構造となっている。こうした加湿器26では、加
湿量を急変させることは難しく、乾燥ガスを燃料電池1
0に供給する要求がある場合には、バイパス配管30側
から酸素ガスが供給される。
The gas pressure regulating valve 22 is of a diaphragm type, and the flow rate can be adjusted to a constant value by operating the gas pressure regulating valve 22 at a predetermined opening degree in advance. The MFC 24 detects the mass flow rate of gas, and automatically controls the mass flow rate of gas arbitrarily according to a flow rate setting signal given from an external controller (not shown). The humidifier 26 humidifies the gas flowing through the oxygen gas supply pipe 20. A general bubbler type is used as the humidifier 26, and the humidifier 26 has a structure in which a supply gas is put into a tank that stores water and steam is added to the gas. With such a humidifier 26, it is difficult to suddenly change the humidification amount, and the dry gas is fed to the fuel cell 1.
When there is a request to supply 0, oxygen gas is supplied from the bypass pipe 30 side.

【0035】こうした酸素ガス供給配管20の構成によ
り、ガス供給源から供給された酸素ガスは、第1のガス
調圧弁22およびMFC24により所定の流量に調整さ
れて固体高分子型燃料電池10の酸素ガス流路142に
送られる。
With the configuration of the oxygen gas supply pipe 20 as described above, the oxygen gas supplied from the gas supply source is adjusted to a predetermined flow rate by the first gas pressure regulating valve 22 and the MFC 24, and the oxygen of the solid polymer fuel cell 10 is adjusted. It is sent to the gas flow path 142.

【0036】バイパス配管30は、酸素ガス供給源から
送られてきた酸素ガス(乾燥ガス)を酸素ガス供給配管
20をバイパスして固体高分子型燃料電池10に送るも
ので、第1のガス調圧弁22の上流側から逆止め弁28
の下流側に至る管路である。このバイパス配管30の途
中には、上流側から順に第2のガス調圧弁32、電動弁
34、第2のガス調圧弁36および逆止め弁38が設け
られている。電動弁34は、制御系50から与えられた
バイパス開度信号に応じて流量を任意に制御するもので
ある。こうしたバイパス配管30の構成により、酸素ガ
ス供給配管20をバイパスする流量が制御系50により
制御される。
The bypass pipe 30 is for feeding the oxygen gas (dry gas) sent from the oxygen gas supply source to the polymer electrolyte fuel cell 10 by bypassing the oxygen gas supply pipe 20. From the upstream side of the pressure valve 22, the check valve 28
It is a pipeline to the downstream side of. A second gas pressure regulating valve 32, an electric valve 34, a second gas pressure regulating valve 36, and a check valve 38 are provided in this bypass pipe 30 in this order from the upstream side. The motor operated valve 34 arbitrarily controls the flow rate according to the bypass opening signal given from the control system 50. With such a configuration of the bypass pipe 30, the flow rate of bypassing the oxygen gas supply pipe 20 is controlled by the control system 50.

【0037】ガス排出配管40は、固体高分子型燃料電
池10の酸素ガス流路142から排出される酸素ガスを
外部に送る管路である。なお、ガス排出配管40の途中
には、ガス調圧弁42が備えられており、このガス調圧
弁42によりガス排出配管40の圧力は予め定めた大き
さに調節されている。
The gas discharge pipe 40 is a pipe for sending the oxygen gas discharged from the oxygen gas flow passage 142 of the polymer electrolyte fuel cell 10 to the outside. A gas pressure control valve 42 is provided in the middle of the gas discharge pipe 40, and the pressure of the gas discharge pipe 40 is adjusted to a predetermined level by the gas pressure control valve 42.

【0038】制御系50について次に説明する。制御系
50は、固体高分子型燃料電池10の状態を検出するセ
ンサとして、固体高分子型燃料電池10の出力電圧Eを
検出する電圧計52と、固体高分子型燃料電池10のイ
ンピーダンスZを検出するインピーダンス計54とを備
え、さらに、電圧計52およびインピーダンス計54に
接続される電子制御ユニット60を備える。
The control system 50 will be described below. The control system 50 serves as a sensor for detecting the state of the polymer electrolyte fuel cell 10, and includes a voltmeter 52 for detecting the output voltage E of the polymer electrolyte fuel cell 10 and an impedance Z of the polymer electrolyte fuel cell 10. And an electronic control unit 60 connected to the voltmeter 52 and the impedance meter 54.

【0039】電圧計52は、通常の直流電圧計である。
インピーダンス計54は、固体高分子型燃料電池10の
電気化学的反応に影響を与えないように、交流式の電極
間抵抗計である。なお、このインピーダンス計54にお
ける交流の測定周波数は最適な周波数、例えば、10
[kHz]となっている。
The voltmeter 52 is a normal DC voltmeter.
The impedance meter 54 is an AC interelectrode resistance meter so as not to affect the electrochemical reaction of the polymer electrolyte fuel cell 10. In addition, the measurement frequency of the alternating current in the impedance meter 54 is an optimum frequency, for example, 10
It becomes [kHz].

【0040】電子制御ユニット60は、マイクロコンピ
ュータを中心とした論理回路として構成され、詳しく
は、予め設定された制御プログラムに従って所定の演算
等を実行するCPU62、CPU62で各種演算処理を
実行するのに必要な制御プログラムや制御データ等が予
め格納されたROM64、同じくCPU62で各種演算
処理を実行するのに必要な各種データが一時的に読み書
きされるRAM66、電圧計52およびインピーダンス
計54からの出力信号を入力する入力処理回路68、C
PU62での演算結果に応じて電動弁34にバイパス量
設定信号を出力する出力処理回路69等を備えている。
The electronic control unit 60 is constructed as a logic circuit centered on a microcomputer, and more specifically, the CPU 62 for executing predetermined arithmetic operations according to a preset control program, and the CPU 62 for executing various arithmetic processing. Output signals from the ROM 64 in which necessary control programs and control data are stored in advance, the RAM 66 in which various data necessary for executing various arithmetic processing in the CPU 62 are temporarily read and written, the voltmeter 52, and the impedance meter 54. Input processing circuit 68, C for inputting
An output processing circuit 69 for outputting a bypass amount setting signal to the motor-operated valve 34 according to the calculation result of the PU 62 is provided.

【0041】こうした構成の電子制御ユニット60のC
PU62によって、電圧計52およびインピーダンス計
54からの出力信号から固体高分子型燃料電池10のカ
ソード120の濡れ状態が判定され、この判定結果に応
じて電動弁34が駆動制御され、固体高分子型燃料電池
10へ供給される酸素ガスの流量が制御される。
C of the electronic control unit 60 having such a configuration
The PU 62 determines the wet state of the cathode 120 of the polymer electrolyte fuel cell 10 from the output signals from the voltmeter 52 and the impedance meter 54, and the drive control of the motor-operated valve 34 is performed according to the determination result, so that the polymer electrolyte type The flow rate of oxygen gas supplied to the fuel cell 10 is controlled.

【0042】次に、電子制御ユニット60のCPU62
により実行される酸素ガス量供給制御処理について、図
5に基づいて説明する。CPU62は、処理が開始され
ると、まず、電圧計52で検出された出力電圧Eとイン
ピーダンス計54で検出されたインピーダンスZとをそ
れぞれ読み込む(ステップS300,S310)。次い
で、それら出力電圧EおよびインピーダンスZから固体
高分子型燃料電池10のカソード120の表面の濡れす
ぎを判定する処理を行なう(ステップS320)。詳し
くは、出力電圧Eが予め定められた第1の所定電圧値E
1より小さいか否かの第1の判別と、インピーダンスZ
が予め定められた所定インピーダンス値Z1より小さい
か否かの第2の判別とを実行し、両判別が共に肯定判定
されたとき、カソード120が濡れすぎであるとして、
ステップS330に進む。
Next, the CPU 62 of the electronic control unit 60
The oxygen gas amount supply control processing executed by the above will be described based on FIG. When the process is started, the CPU 62 first reads the output voltage E detected by the voltmeter 52 and the impedance Z detected by the impedance meter 54 (steps S300 and S310). Next, a process of determining whether the surface of the cathode 120 of the polymer electrolyte fuel cell 10 is too wet is performed from the output voltage E and the impedance Z (step S320). Specifically, the output voltage E is a predetermined first predetermined voltage value E
First determination of whether or not less than 1 and impedance Z
A second determination whether or not is smaller than a predetermined impedance value Z1 determined in advance, and when both determinations are affirmative, it is determined that the cathode 120 is too wet.
It proceeds to step S330.

【0043】ステップS330では、電動弁34へ送る
バイパス量設定信号を定める開度θを所定の開度θcに
設定する処理を行なう。この所定開度θcは、このルー
チン起動時における初期設定値θ0(例えば、θ0=0
[゜])より大きな値であり、この結果、電動弁34の
開度θはθcに増量されることになる。一方、ステップ
S320でカソード120が濡れすぎでないと判定され
たとき、即ち、前記第1および第2の判別の内の少なく
とも一方が否定判定されたときには、ステップS300
に進み、ステップS300以後の処理を繰り返し実行す
る。
In step S330, the opening degree .theta. That determines the bypass amount setting signal sent to the motor-operated valve 34 is set to a predetermined opening degree .theta.c. The predetermined opening degree θc is an initial setting value θ0 (for example, θ0 = 0 when the routine is started.
[°]), and as a result, the opening degree θ of the motor-operated valve 34 is increased to θc. On the other hand, when it is determined in step S320 that the cathode 120 is not too wet, that is, when at least one of the first and second determinations is negative, step S300.
Then, the process after step S300 is repeatedly executed.

【0044】ステップS330で電動弁34の開度θの
増量がなされると、その後、カソード120の表面の濡
れすぎが解消されたか否かを判定する処理を行なう(ス
テップS340)。詳しくは、電圧計52で検出された
出力電圧Eが予め定められた第2の所定電圧値E2(但
し、E2>E1)より大きくなり、かつインピーダンス
計54で検出されたインピーダンスZが濡れすぎでない
正常運転時のインピーダンス値Z0に復帰したときに、
カソード120の表面の濡れすぎは解消されたと判定す
る。ステップS340で、濡れすぎは解消されていない
と判定されると、処理はステップS340を繰り返して
実行し、濡れすぎが解消されるのを待つ。一方、カソー
ド120の表面の濡れすぎが解消されたと判定される
と、ステップS350に進む。ステップS350では、
バイパス量設定信号を定める開度θを初期設定値θ0に
設定して、電動弁34の開度θを初期位置に復帰する処
理を行なう。その後、「END」に抜けてこの処理を終
了する。
When the opening degree θ of the motor-operated valve 34 is increased in step S330, a process for determining whether or not the surface of the cathode 120 is excessively wetted is then performed (step S340). Specifically, the output voltage E detected by the voltmeter 52 becomes larger than a second predetermined voltage value E2 (E2> E1) that is set in advance, and the impedance Z detected by the impedance meter 54 is not too wet. When the impedance value Z0 during normal operation is restored,
It is determined that the excessive wetting of the surface of the cathode 120 has been eliminated. If it is determined in step S340 that the over-wetting has not been resolved, the process repeats step S340 and waits until the over-wetting is resolved. On the other hand, when it is determined that the surface of the cathode 120 is not too wet, the process proceeds to step S350. In step S350,
The opening degree θ that determines the bypass amount setting signal is set to the initial setting value θ0, and the processing for returning the opening degree θ of the electric valve 34 to the initial position is performed. After that, the process goes to "END" to end this processing.

【0045】こうして構成された酸素ガス量供給制御処
理により、電圧計52で検出される出力電圧E、インピ
ーダンス計54で検出されるインピーダンスZおよび酸
素ガス供給配管20を流れる酸素ガスの流量Vが時間の
経過と共にどのように変化していくかを、図6のタイミ
ングチャートを用いて次に説明する。
With the oxygen gas amount supply control process thus configured, the output voltage E detected by the voltmeter 52, the impedance Z detected by the impedance meter 54, and the flow rate V of the oxygen gas flowing through the oxygen gas supply pipe 20 are changed over time. How it changes with the passage of will be described next with reference to the timing chart of FIG.

【0046】いま、固体高分子型燃料電池10は正常状
態にあり、出力電圧E0を出力しているものとする(時
間t0)。この時のインピーダンスはZ0であり、酸素
ガス供給配管20を流れる酸素ガスの流量VはV0であ
るとする。この状態から、何らかの事由で固体高分子型
燃料電池10のカソード120の表面が濡れすぎの状態
になると、固体高分子型燃料電池10の出力電圧Eは徐
々に低下し、また、インピーダンスZは徐々に低下す
る。そして、出力電圧Eが所定電圧E1を下回り、か
つ、インピーダンスZが第1の所定インピーダンス値Z
1より下回ると(時間t1)、ステップS320で肯定
判定され、ステップS330に進み、電動弁34の開度
θが所定開度θcに増量される。その結果、酸素ガス供
給配管20の酸素ガスの流量Vは、所定量だけ増加され
てV0からV1となる。
Now, it is assumed that the polymer electrolyte fuel cell 10 is in a normal state and outputs the output voltage E0 (time t0). The impedance at this time is Z0, and the flow rate V of the oxygen gas flowing through the oxygen gas supply pipe 20 is V0. From this state, if the surface of the cathode 120 of the polymer electrolyte fuel cell 10 becomes too wet for some reason, the output voltage E of the polymer electrolyte fuel cell 10 gradually decreases, and the impedance Z gradually increases. Fall to. The output voltage E is below the predetermined voltage E1, and the impedance Z is the first predetermined impedance value Z.
If it is less than 1 (time t1), an affirmative decision is made in step S320, and the operation proceeds to step S330, where the opening degree θ of the motor-operated valve 34 is increased to a predetermined opening degree θc. As a result, the flow rate V of the oxygen gas in the oxygen gas supply pipe 20 is increased by a predetermined amount from V0 to V1.

【0047】酸素ガスの流量がV1に増加されると、固
体高分子型燃料電池10のカソード120の表面で凝結
し付着した水滴(余剰水)は、その流量V1の酸素ガス
の動圧により吹き飛ばされてガス排出配管40を通って
外部に排出される。このため、カソード表面の細孔が水
滴により閉塞されるのを防ぐことができ、その水滴によ
り電気化学反応に寄与できなかったカソード部分も電気
化学反応を始めることになる。従って、固体高分子型燃
料電池10の出力電圧Eは、E1から上昇を始める。ま
た、前述したようにカソード120の表面に付着した水
滴は酸素ガスの動圧により吹き飛ばされることから、カ
ソード120は濡れすぎの状態を脱し、その結果、イン
ピーダンスZは、Z1から上昇を始める。
When the flow rate of oxygen gas is increased to V1, water droplets (excess water) condensed and attached on the surface of the cathode 120 of the polymer electrolyte fuel cell 10 are blown off by the dynamic pressure of the oxygen gas at the flow rate V1. The gas is discharged to the outside through the gas discharge pipe 40. Therefore, it is possible to prevent the pores on the surface of the cathode from being blocked by the water droplets, and the cathode portions that could not contribute to the electrochemical reaction due to the water droplets also start the electrochemical reaction. Therefore, the output voltage E of the polymer electrolyte fuel cell 10 starts to rise from E1. Further, as described above, the water droplets adhering to the surface of the cathode 120 are blown away by the dynamic pressure of oxygen gas, so that the cathode 120 comes out of the excessively wet state, and as a result, the impedance Z starts to rise from Z1.

【0048】その後、出力電圧Eおよびインピーダンス
Zが上昇し続け、E2,E0をそれぞれ上回ると(時間
t2)、固体高分子型燃料電池10のカソード120の
表面は濡れ状態から正常に戻ったと判断して、ステップ
S350により、電動弁34の開度θは初期設定値θ0
に戻される。この結果、酸素ガス供給配管20を流れる
酸素ガスの流量VはV1からもとのV0に戻る。なお、
この実施例では、定常状態での出力電圧E0より前記E
2が大きくなっているが、これは、酸素ガス供給配管2
0に加えてバイパス配管30からも酸素ガスが固体高分
子型燃料電池10に供給されているためであり、E2の
大きさはバイパス配管30で流すガス量によって変化す
る。
After that, when the output voltage E and the impedance Z continue to rise and exceed E2 and E0 respectively (time t2), it is judged that the surface of the cathode 120 of the polymer electrolyte fuel cell 10 has returned from the wet state to the normal state. Then, in step S350, the opening degree θ of the motor-operated valve 34 is set to the initial setting value θ0.
Returned to. As a result, the flow rate V of the oxygen gas flowing through the oxygen gas supply pipe 20 returns from V1 to the original V0. In addition,
In this embodiment, the output voltage E0 in the steady state is
2 is larger, but this is the oxygen gas supply pipe 2
This is because oxygen gas is supplied to the polymer electrolyte fuel cell 10 from the bypass pipe 30 in addition to 0, and the magnitude of E2 changes depending on the amount of gas flowing through the bypass pipe 30.

【0049】以上詳述したように、この第1実施例の燃
料電池システム1は、カソード120の表面に付着した
水滴を、増量された酸素ガスの流量でもって素早く吹き
飛ばすことができる。このため、カソード120の表面
の生成水の排除を応答性よく行なうことができ、したが
って、固体高分子型燃料電池10から効率よく連続的に
起電力を得ることができる。特に、この実施例では、バ
イパス配管30に加湿器を設けていないことから、水滴
を吹き飛ばすために増量した酸素ガスは乾燥しており、
このため、前記吹き飛ばしの効果と相まって生成水の排
除をさらに応答性よく行なうことができる。したがっ
て、固体高分子型燃料電池10から一層効率よく連続的
な起電力を得ることができる。また、この燃料電池シス
テム1は、水滴を酸素ガスの動圧で吹き飛ばすものであ
るから、従来例のように耐熱性の低い材料を使用する必
要もなく、このために、システム全体の耐久性が劣化す
るようなこともない。
As described above in detail, the fuel cell system 1 of the first embodiment can quickly blow off the water droplets adhering to the surface of the cathode 120 with the increased flow rate of oxygen gas. For this reason, the generated water on the surface of the cathode 120 can be removed with good responsiveness, and therefore electromotive force can be efficiently and continuously obtained from the polymer electrolyte fuel cell 10. In particular, in this embodiment, since the humidifier is not provided in the bypass pipe 30, the oxygen gas increased to blow off the water droplets is dry,
Therefore, in combination with the effect of blowing off, the generated water can be removed with higher responsiveness. Therefore, continuous electromotive force can be more efficiently obtained from the polymer electrolyte fuel cell 10. Further, since the fuel cell system 1 blows away water droplets by the dynamic pressure of oxygen gas, it is not necessary to use a material having low heat resistance as in the conventional example, and therefore the durability of the entire system is improved. It does not deteriorate.

【0050】なお、前記第1実施例では、バイパス配管
30に電動弁34とガス調圧弁36を設けていたが、こ
れに換えて、図7に示すように、バイパス配管30にM
FC380を設け、MFC380によりバイパス配管3
0を流れる酸素ガスの質量流量を制御する構成としても
よい。こうした構成により、第1実施例と同様な効果を
奏することができる。なお、図7中、図1と同じ構成の
部品に対しては同一の符号を付した。
Although the bypass pipe 30 is provided with the electric valve 34 and the gas pressure regulating valve 36 in the first embodiment, instead of this, as shown in FIG.
FC380 is provided, and bypass pipe 3 is provided by MFC380.
The mass flow rate of oxygen gas flowing through 0 may be controlled. With such a configuration, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In FIG. 7, parts having the same configurations as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0051】次に、本発明の第2実施例について説明す
る。図8は、本発明の燃料電池の駆動装置の第2実施例
を適用した燃料電池システム400の配置図である。図
8に示すように、この燃料電池システム400は、第1
実施例と同じ構成の固体高分子型燃料電池10,酸素ガ
ス供給配管20およびガス排出配管40を備え、第1実
施例のバイパス配管30に換えてガス循環配管430を
設けたものである。なお、この燃料電池システム400
は、第1実施例と同様の制御系50も備えており、制御
系450に設けられた電子制御ユニット60によりガス
循環配管430のガス循環量を調節する。なお、図8
中、図1と同じ構成の部品に対しては同一の符号を付し
た。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a layout diagram of a fuel cell system 400 to which a second embodiment of the fuel cell driving apparatus of the present invention is applied. As shown in FIG. 8, the fuel cell system 400 includes a first
The polymer electrolyte fuel cell 10 having the same structure as that of the embodiment, the oxygen gas supply pipe 20, and the gas discharge pipe 40 are provided, and the gas circulation pipe 430 is provided in place of the bypass pipe 30 of the first embodiment. The fuel cell system 400
Is also equipped with the same control system 50 as in the first embodiment, and the electronic control unit 60 provided in the control system 450 adjusts the gas circulation amount of the gas circulation pipe 430. Note that FIG.
Among them, the same reference numerals are given to parts having the same configurations as those in FIG.

【0052】ガス循環配管430は、ガス排出配管40
における固体高分子型燃料電池10とガス調圧弁42と
の連結部40aから、酸素ガス供給配管20における逆
止め弁28と固体高分子型燃料電池10との連結部20
aに向かって酸素ガスを循環させる管路である。ガス循
環配管430の途中には、その連結部40a側から順
に、循環用送風ファン432と逆止め弁434とが設け
られている。循環用送風ファン432は、電子制御ユニ
ット60から与えられた制御信号に応じてファンを運転
/停止するものである。逆止め弁434は、酸素ガス供
給配管20側からガス循環配管430にガスが循環する
のを防ぐものである。
The gas circulation pipe 430 is connected to the gas exhaust pipe 40.
From the connecting portion 40a between the polymer electrolyte fuel cell 10 and the gas pressure regulating valve 42 in FIG. 2 to the connecting portion 20 between the check valve 28 and the polymer electrolyte fuel cell 10 in the oxygen gas supply pipe 20.
It is a conduit for circulating oxygen gas toward a. In the middle of the gas circulation pipe 430, a circulation blower fan 432 and a check valve 434 are provided in this order from the connecting portion 40a side. The circulation blower fan 432 operates / stops the fan according to the control signal given from the electronic control unit 60. The check valve 434 prevents the gas from circulating from the oxygen gas supply pipe 20 side to the gas circulation pipe 430.

【0053】次に、電子制御ユニット60のCPU62
により実行される酸素ガス量供給制御処理について、図
9に基づいて説明する。この第2実施例における酸素ガ
ス量供給制御処理は、第1実施例におけるそれと比較し
て、ステップS500〜S520,S540については
第1実施例のステップS300〜S320,S340と
それぞれ同じ内容の処理を行ない、ステップS330に
換えて循環用送風ファン432を運転開始する処理を行
なうとともに(ステップS530)、ステップS350
に換えて循環用送風ファン432を停止する処理を行な
う(ステップS550)。
Next, the CPU 62 of the electronic control unit 60
The oxygen gas amount supply control processing executed by the above will be described with reference to FIG. Compared with that in the first embodiment, the oxygen gas amount supply control processing in the second embodiment is the same in the steps S500 to S520 and S540 as the steps S300 to S320 and S340 in the first embodiment. In step S330, the operation of the circulation fan 432 is started instead of step S330 (step S530).
Instead, the processing for stopping the circulation blower fan 432 is performed (step S550).

【0054】こうして構成された酸素ガス量供給制御処
理によれば、電圧計52で検出された出力電圧Eとイン
ピーダンス計54で検出されたインピーダンスZから固
体高分子型燃料電池10のカソード表面の濡れすぎが検
知され、その検知時には循環用送風ファン432が運転
開始される。循環用送風ファン432が運転されると、
ガス循環配管430を循環する酸素ガス量が、循環用送
風ファン432の運転能力により定まる所定量だけ増量
され、この結果、その増量分だけ固体高分子型燃料電池
10の酸素ガス流路142を流れる酸素ガスの流量が増
加される。このため、カソード120の表面に付着した
水滴を、その流量の酸素ガスの動圧により素早く吹き飛
ばすことができる。従って、第1実施例と同様に、カソ
ード120付近の生成水の排除を応答性よく行なうこと
ができ、固体高分子型燃料電池10から効率よく連続的
に起電力を得ることができる。また、第1実施例と同様
に、システム全体の耐久性の劣化を防止する効果も奏す
る。
According to the oxygen gas amount supply control process thus constructed, the cathode surface of the polymer electrolyte fuel cell 10 is wetted from the output voltage E detected by the voltmeter 52 and the impedance Z detected by the impedance meter 54. When the excess is detected, the circulation blower fan 432 is started at the time of detection. When the circulation fan 432 is operated,
The amount of oxygen gas circulating through the gas circulation pipe 430 is increased by a predetermined amount determined by the operating capacity of the circulation blower fan 432, and as a result, the oxygen gas flow path 142 of the polymer electrolyte fuel cell 10 is increased by the increased amount. The flow rate of oxygen gas is increased. Therefore, the water droplets attached to the surface of the cathode 120 can be quickly blown off by the dynamic pressure of the oxygen gas at the flow rate. Therefore, similarly to the first embodiment, the generated water near the cathode 120 can be removed with good responsiveness, and electromotive force can be efficiently and continuously obtained from the polymer electrolyte fuel cell 10. Further, similar to the first embodiment, it also has an effect of preventing deterioration of durability of the entire system.

【0055】さらにこの第2実施例では、前述したよう
な効果を奏するにも拘らず、酸素ガス流路142から排
出される酸素ガスを固体高分子型燃料電池10に循環さ
せることで、供給ガスの消費を抑えることができる。
Further, in the second embodiment, the supply gas is supplied by circulating the oxygen gas discharged from the oxygen gas flow path 142 through the polymer electrolyte fuel cell 10 in spite of the above-mentioned effects. The consumption of can be suppressed.

【0056】なお、前記第2実施例では、循環用送風フ
ァン432を運転/停止させることにより、ガス循環配
管430を循環する流量を変化させているが、これに換
えて循環用送風ファン432は常に運転させた状態とし
た上で、その循環用送風ファン432の回転速度を可変
することで、ガス循環配管430の循環流量を変化させ
るように構成してもよい。
In the second embodiment, the circulation blower fan 432 is operated / stopped to change the flow rate of the gas circulation pipe 430. However, instead of this, the circulation blower fan 432 is Alternatively, the circulation flow rate of the gas circulation pipe 430 may be changed by changing the rotation speed of the circulation blower fan 432 after the operation is always performed.

【0057】次に、本発明の第3実施例について説明す
る。図10は、本発明の燃料電池の駆動装置の第3実施
例を適用した燃料電池システム600の配置図である。
図10に示すように、この燃料電池システム600は、
第1実施例と比較して、バイパス配管30をなくした上
で、ガス排出配管640に電動式背圧調整弁642を設
けた点が相違する。なお、図10中、図1と同じ構成の
部品に対しては同一の符号を付した。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a layout diagram of a fuel cell system 600 to which a third embodiment of the fuel cell driving apparatus of the present invention is applied.
As shown in FIG. 10, the fuel cell system 600 is
The difference from the first embodiment is that the bypass pipe 30 is eliminated and an electric back pressure adjusting valve 642 is provided in the gas discharge pipe 640. In FIG. 10, parts having the same configurations as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0058】電動式背圧調整弁642は、制御系50の
電子制御ユニット60から与えられた開度信号に応じて
開度を任意に制御するもので、ガス排出配管640にお
けるガス圧を調整する。電動式背圧調整弁642の開度
が増大されると、ガス排出配管640のガス圧力が低下
し、その結果、固体高分子型燃料電池10の酸素ガス流
路142を流れる酸素ガスの流速が急激に大きくなる。
即ち、電動式背圧調整弁642の開度を変化させること
により、酸素ガスの流速を変化させることが可能とな
る。
The electric back pressure adjusting valve 642 arbitrarily controls the opening according to the opening signal given from the electronic control unit 60 of the control system 50, and adjusts the gas pressure in the gas exhaust pipe 640. . When the opening degree of the electric back pressure adjusting valve 642 is increased, the gas pressure of the gas discharge pipe 640 is decreased, and as a result, the flow velocity of oxygen gas flowing through the oxygen gas flow path 142 of the polymer electrolyte fuel cell 10 is increased. Grows rapidly.
That is, the flow rate of oxygen gas can be changed by changing the opening degree of the electric back pressure adjusting valve 642.

【0059】次に、電子制御ユニット60のCPU62
により実行される酸素ガス量供給制御処理について、図
11のフローチャートに沿って説明する。この第3実施
例における酸素ガス量供給制御処理は、まず、第1実施
例のステップS300〜S320と同様にして、固体高
分子型燃料電池10のカソード120表面の濡れすぎを
検出する(ステップS700〜S720)。
Next, the CPU 62 of the electronic control unit 60
The oxygen gas amount supply control processing executed by the above will be described with reference to the flowchart of FIG. The oxygen gas amount supply control process in the third embodiment first detects excessive wetting of the surface of the cathode 120 of the polymer electrolyte fuel cell 10 as in steps S300 to S320 of the first embodiment (step S700). ~ S720).

【0060】その後、その濡れすぎが検出されると、電
動式背圧調整弁642を所定の開度αだけ開方向に制御
してガス排出配管640のガス圧力Pを正常運転時の圧
力P0からP1(但し、P<P0)に低下させる処理を
行なう(ステップS730)。続いて、カソード120
表面の濡れすぎが解消されたか否かを判定する処理を行
なう(ステップS740)。詳しくは、出力電圧Eが予
め定められた第3の所定電圧値E3(但し、E0>E3
>E1)より大きくなり、かつインピーダンス計54で
検出されたインピーダンスZが濡れすぎでない正常運転
時のインピーダンス値Z0に復帰したときに、カソード
120の表面の濡れすぎは解消されたと判定する。ステ
ップS740で、その濡れすぎが解消されたと判定され
るのを待って、ステップS730で電動式背圧調整弁6
42を閉方向に制御してガス圧力Pを正常運転時の圧力
P0に復帰させる処理を行なう(ステップS750)。
その後、この処理を終了する。
After that, when the excessive wetness is detected, the electric back pressure adjusting valve 642 is controlled in the opening direction by a predetermined opening α to change the gas pressure P of the gas discharge pipe 640 from the pressure P0 during normal operation. A process of lowering P1 (however, P <P0) is performed (step S730). Then, the cathode 120
A process is performed to determine whether or not the surface is too wet (step S740). Specifically, the output voltage E is a third predetermined voltage value E3 (where E0> E3).
> E1) and the impedance Z detected by the impedance meter 54 is not too wet and returns to the impedance value Z0 during normal operation, it is determined that the overwetting of the surface of the cathode 120 has been eliminated. In step S740, the process waits until it is determined that the excessive wetting is eliminated, and then in step S730, the electric back pressure adjusting valve 6 is released.
A process of controlling the gas pressure P in the closing direction to restore the gas pressure P to the pressure P0 during normal operation is performed (step S750).
Then, this process is completed.

【0061】こうして構成された酸素ガス量供給制御処
理により、出力電圧E、インピーダンスZおよびガス排
出配管40のガス圧力Pが時間の経過と共にどのように
変化していくかを、図12のタイミングチャートに示し
た。
The timing chart of FIG. 12 shows how the output voltage E, the impedance Z, and the gas pressure P of the gas exhaust pipe 40 change with time by the oxygen gas amount supply control process thus configured. It was shown to.

【0062】いま、固体高分子型燃料電池10は正常状
態にあり、出力電圧EはE0を出力しているものとする
(時間t0)。この時のインピーダンスZはZ0であ
る。ガス排出配管640の酸素ガスの圧力Pは、電動式
背圧調整弁642を調整することによりP0となってい
る。この状態から、固体高分子型燃料電池10のカソー
ド120の表面が濡れすぎの状態になると、固体高分子
型燃料電池10の出力電圧Eは徐々に低下し、また、イ
ンピーダンスZは徐々に低下する。そして、出力電圧E
が所定電圧E1を下回り、かつ、インピーダンスZが第
1の所定インピーダンス値Z1を下回ると(時間t1
1)、ステップS730で電動式背圧調整弁642を制
御することによりガス圧力PはP1に低下する。
Now, it is assumed that the polymer electrolyte fuel cell 10 is in a normal state and the output voltage E is E0 (time t0). The impedance Z at this time is Z0. The pressure P of the oxygen gas in the gas exhaust pipe 640 is P0 by adjusting the electric back pressure adjusting valve 642. From this state, when the surface of the cathode 120 of the polymer electrolyte fuel cell 10 becomes too wet, the output voltage E of the polymer electrolyte fuel cell 10 gradually decreases, and the impedance Z gradually decreases. . And the output voltage E
Is below a predetermined voltage E1 and the impedance Z is below a first predetermined impedance value Z1 (time t1
1), the gas pressure P decreases to P1 by controlling the electric back pressure adjusting valve 642 in step S730.

【0063】ガス排出配管640のガス圧力PがP1に
低下すると、出力電圧Eはガス圧力Pに依存すると言う
固体高分子型燃料電池10の性質から出力電圧Eは一旦
低下する。また、そのガス圧力Pの低下を受けると、固
体高分子型燃料電池10の入口側との差圧が一瞬大きく
なり、このために、酸素ガス流路142を流れる酸素ガ
スの流速は急激に大きくなる。この結果、カソード12
0の表面に付着した水滴はその流速により吹き飛ばさ
れ、第1実施例と同様な理由によりその出力電圧Eの低
下に余りあるだけ出力電圧Eは増大して上昇を始める
(時間t12)。なお、インピーダンスZは、時間t1
1から直ちに上昇を始める。
When the gas pressure P in the gas discharge pipe 640 drops to P1, the output voltage E temporarily drops due to the property of the polymer electrolyte fuel cell 10 that the output voltage E depends on the gas pressure P. Further, when the gas pressure P is lowered, the differential pressure between the inlet side of the polymer electrolyte fuel cell 10 increases momentarily, and therefore the flow velocity of the oxygen gas flowing through the oxygen gas flow path 142 increases rapidly. Become. As a result, the cathode 12
The water droplets adhering to the surface of 0 are blown off by the flow velocity thereof, and due to the same reason as in the first embodiment, the output voltage E increases only by the decrease in the output voltage E and starts increasing (time t12). The impedance Z is the time t1.
Immediately starts rising from 1.

【0064】その後、出力電圧Eおよびインピーダンス
Zが上昇し続け、出力電圧EがE3を上回り、かつイン
ピーダンスZが正常運転時のインピーダンス値Z0に達
すると(時間t13)、固体高分子型燃料電池10のカ
ソード120の表面は濡れ状態から正常に戻ったと判断
して、ステップS750で電動式背圧調整弁642を制
御することにより圧力Pを正常運転時の圧力P0に復帰
させる。
After that, when the output voltage E and the impedance Z continue to rise, the output voltage E exceeds E3, and the impedance Z reaches the impedance value Z0 during normal operation (time t13), the polymer electrolyte fuel cell 10 It is determined that the surface of the cathode 120 has returned from the wet state to normal, and the pressure P is returned to the pressure P0 during normal operation by controlling the electric back pressure adjusting valve 642 in step S750.

【0065】こうして構成された酸素ガス量供給制御処
理によれば、電圧計52で検出された出力電圧Eとイン
ピーダンス計54で検出されたインピーダンスZから固
体高分子型燃料電池10のカソード表面の濡れすぎが検
知され、その検知時にはガス排出配管640側のガス圧
力Pを低下させる。そのガス圧力Pが低下されると、固
体高分子型燃料電池10の酸素ガス流路142を流れる
ガスの流速は急激に大きくなる。このため、カソード1
20の表面に付着した水滴を、その酸素ガスの流速でも
って素早く吹き飛ばすことができる。従って、第1およ
び第2実施例と同様に、固体高分子型燃料電池10から
効率よく連続的に起電力を得ることができる。また、第
1および第2実施例と同様に、システム全体の耐久性の
劣化を防止する効果も奏する。
According to the oxygen gas amount supply control process thus constructed, the wetting of the cathode surface of the polymer electrolyte fuel cell 10 from the output voltage E detected by the voltmeter 52 and the impedance Z detected by the impedance meter 54. When the excessiveness is detected, the gas pressure P on the gas discharge pipe 640 side is decreased at the time of the detection. When the gas pressure P is reduced, the flow velocity of the gas flowing through the oxygen gas flow path 142 of the polymer electrolyte fuel cell 10 rapidly increases. Therefore, the cathode 1
Water droplets adhering to the surface of 20 can be quickly blown off by the flow velocity of the oxygen gas. Therefore, similarly to the first and second embodiments, electromotive force can be efficiently and continuously obtained from the polymer electrolyte fuel cell 10. Further, similarly to the first and second embodiments, it also has an effect of preventing deterioration of durability of the entire system.

【0066】さらにこの第3実施例では、ガス排出配管
640に電動式背圧調整弁642を設けるだけで、酸素
ガス流路142を流れる酸素ガスの流速を制御すること
ができることから、構成が簡単にすむといった効果も奏
する。
Further, in the third embodiment, the flow velocity of the oxygen gas flowing through the oxygen gas flow path 142 can be controlled only by providing the electric back pressure adjusting valve 642 in the gas discharge pipe 640, so that the structure is simple. It also has the effect of living.

【0067】なお、前記第3実施例では、電動式背圧調
整弁642をガス排出配管40に設けていたが、これに
換えて、図13に示すように、酸素ガス供給配管20に
電動式背圧調整弁642を設けるように構成してもよ
い。即ち、図13に示すように、第1実施例と同様にガ
ス排出配管40にガス調圧弁42を設けた構成として、
その上で、酸素ガス供給配管20における加湿器26と
逆止め弁28との間に電動式背圧調整弁642を設け
る。こうした構成により、酸素ガス供給配管20のガス
圧力を電動式背圧調整弁642により調整することで、
固体高分子型燃料電池10の酸素ガス流路142の流速
を変化させることが可能となる。従って、第1ないし第
3実施例と同様な効果を奏することができる。
In the third embodiment, the electric back pressure adjusting valve 642 is provided in the gas exhaust pipe 40. Instead of this, as shown in FIG. 13, the oxygen gas supply pipe 20 is electrically driven. The back pressure adjusting valve 642 may be provided. That is, as shown in FIG. 13, as in the first embodiment, the gas discharge pipe 40 is provided with the gas pressure regulating valve 42.
Then, an electric back pressure adjusting valve 642 is provided between the humidifier 26 and the check valve 28 in the oxygen gas supply pipe 20. With such a configuration, by adjusting the gas pressure of the oxygen gas supply pipe 20 with the electric back pressure adjusting valve 642,
The flow velocity of the oxygen gas flow path 142 of the polymer electrolyte fuel cell 10 can be changed. Therefore, the same effects as those of the first to third embodiments can be obtained.

【0068】次に、本発明の第4実施例について説明す
る。図14は、本発明の燃料電池の駆動装置の第4実施
例を適用した燃料電池システム800の配置図である。
図14に示すように、この燃料電池システム800は、
図1で示した第1実施例の構成と図10で示した第3実
施例の構成とを併用したものである。即ち、第1実施例
と同じ構成の固体高分子型燃料電池10,酸素ガス供給
配管20,バイパス配管30を備えるとともに、第3実
施例と同じ構成の電動式背圧調整弁642を有するガス
排出配管640を備えたものである。なお、図14中、
図1と同じ構成の部品に対しては同一の符号を付した。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 14 is a layout diagram of a fuel cell system 800 to which a fourth embodiment of the fuel cell driving apparatus of the present invention is applied.
As shown in FIG. 14, the fuel cell system 800 is
This is a combination of the structure of the first embodiment shown in FIG. 1 and the structure of the third embodiment shown in FIG. That is, the gas discharge provided with the solid polymer electrolyte fuel cell 10, the oxygen gas supply pipe 20, and the bypass pipe 30 having the same structure as the first embodiment, and the electric back pressure adjusting valve 642 having the same structure as the third embodiment. The pipe 640 is provided. In addition, in FIG.
The same reference numerals are given to parts having the same configurations as those in FIG.

【0069】こうして構成された第4実施例によれば、
固体高分子型燃料電池10のカソード表面の濡れすぎが
検知されると、電動弁34を開けてバイパス配管30に
よるガス供給を開始させると共に、電動式背圧調整弁6
42により、ガス排出配管640側のガス圧力Pを低下
させる。この結果、酸素ガス供給配管20に加えてバイ
パス配管30を通じて酸素ガスが供給されるとともに、
ガス排出配管640側のガス圧力Pの低下を受けて固体
高分子型燃料電池10に酸素ガスが吸い込まれる。従っ
て、両者の効果が加算されて、結果として、固体高分子
型燃料電池10の酸素ガス流路142を流れる酸素ガス
の流量は急速に増加される。
According to the fourth embodiment thus constructed,
When excessive wetting of the cathode surface of the polymer electrolyte fuel cell 10 is detected, the electric valve 34 is opened to start the gas supply through the bypass pipe 30, and the electric back pressure adjusting valve 6
By 42, the gas pressure P on the gas discharge pipe 640 side is reduced. As a result, oxygen gas is supplied through the bypass pipe 30 in addition to the oxygen gas supply pipe 20,
Oxygen gas is sucked into the polymer electrolyte fuel cell 10 in response to the decrease in the gas pressure P on the gas discharge pipe 640 side. Therefore, the effects of both are added, and as a result, the flow rate of the oxygen gas flowing through the oxygen gas flow path 142 of the polymer electrolyte fuel cell 10 is rapidly increased.

【0070】こうしたことから、固体高分子型燃料電池
10のカソード120の表面に付着した水滴をより一層
確実に吹き飛ばすことができる。このため、カソード1
20付近の生成水の排除をより一層応答性よく行なうこ
とができ、固体高分子型燃料電池10からより効率よく
連続的に起電力を得ることができる。
As described above, the water droplets attached to the surface of the cathode 120 of the polymer electrolyte fuel cell 10 can be more surely blown off. Therefore, the cathode 1
The generated water in the vicinity of 20 can be removed more responsively, and electromotive force can be continuously obtained from the polymer electrolyte fuel cell 10 more efficiently and continuously.

【0071】次に、本発明の第5実施例について説明す
る。図15は、本発明の燃料電池の駆動装置の第5実施
例を適用した燃料電池システム900の配置図である。
図15に示すように、この燃料電池システム900は、
第1実施例と比較して、複数の単電池の集合体である固
体高分子型燃料電池910(以下、この単位を電池ユニ
ットと呼ぶ)を複数備えている点が大きく相違し、バイ
パス配管930を用いて酸素ガスの供給の増量を図って
いる点について基本的に一致する。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 15 is a layout view of a fuel cell system 900 to which a fifth embodiment of the fuel cell driving apparatus of the present invention is applied.
As shown in FIG. 15, the fuel cell system 900 is
Compared with the first embodiment, a great difference is that a plurality of polymer electrolyte fuel cells 910 (hereinafter, this unit is referred to as a battery unit), which is an assembly of a plurality of unit cells, are provided, and a bypass pipe 930 is provided. It basically agrees with the point that the oxygen gas supply is increased by using.

【0072】即ち、図15に示すように、この燃料電池
システム900は、第1から第n(nは任意の正数)ま
でのn個の電池ユニット910−1,910−2,91
0−3,…,910−nと、各電池ユニット910−1
〜910−nに酸素ガスを送る酸素ガス供給配管920
と、その酸素ガス供給配管920をバイパスするバイパ
ス配管930と、各電池ユニット910−1〜910−
nから排出された酸素ガスを外部に送るガス排出配管9
40と、前記バイパス配管930の流量およびその配給
先を制御する制御系950とを備える。
That is, as shown in FIG. 15, this fuel cell system 900 includes n cell units 910-1, 910-2, 91 from the first to the n-th (n is an arbitrary positive number).
0-3, ..., 910-n and each battery unit 910-1
~ 910-n oxygen gas supply pipe 920 for sending oxygen gas
And a bypass pipe 930 that bypasses the oxygen gas supply pipe 920, and the battery units 910-1 to 910-
Gas exhaust pipe 9 for sending oxygen gas exhausted from n to the outside
40, and a control system 950 for controlling the flow rate of the bypass pipe 930 and the distribution destination thereof.

【0073】酸素ガス供給配管920は、酸素ガス供給
源から順に第1のガス調圧弁922、第1のMFC92
4および加湿器926を備えており、その下流側で各第
1ないし第nの電池ユニット910−1〜910−nに
向かって分岐している。なお、その分岐点から各電池ユ
ニット910−1〜910−nまでの各連結管の途中に
は、酸素ガス供給源方向への酸素ガスの戻りを禁止する
逆止め弁928−1,928−2,928−3,…,9
28−nがそれぞれ設けられている。
The oxygen gas supply pipe 920 includes a first gas pressure regulating valve 922 and a first MFC 92 in order from the oxygen gas supply source.
4 and a humidifier 926, and branches toward the first to nth battery units 910-1 to 910-n on the downstream side thereof. It should be noted that check valves 928-1 and 928-2 for prohibiting return of oxygen gas toward the oxygen gas supply source are provided in the middle of each connecting pipe from the branch point to each of the battery units 910-1 to 910-n. , 928-3, ..., 9
28-n are provided respectively.

【0074】バイパス配管930は、酸素ガス供給源か
ら順に第2のガス調圧弁932、第2のMFC934お
よび流路切替器936を備えている。流路切替器936
の下流側のバイパス配管930は各第1ないし第nの電
池ユニット910−1〜910−nに向かう方向に分岐
しており、流路切替器936により酸素ガスの流路がど
の電池ユニット910−1〜910−nに向かう方向に
なるか選択的に切り替えられる。なお、流路切替器93
6から各電池ユニット910−1〜910−nまでの各
連結管の途中には、酸素ガス供給源方向への酸素ガスの
戻りを禁止する逆止め弁938−1,938−2,93
8−3,…,938−nがそれぞれ設けられている。
The bypass pipe 930 is equipped with a second gas pressure regulating valve 932, a second MFC 934 and a flow path switch 936 in order from the oxygen gas supply source. Flow path switch 936
The bypass pipe 930 on the downstream side is branched in the direction toward each of the first to n-th battery units 910-1 to 910-n, and the flow path switch 936 determines which battery unit 910- 1 to 910-n, or selectively switched. The flow path switch 93
6 to each of the battery units 910-1 to 910-n, a check valve 938-1, 938-2, 93 for inhibiting the return of oxygen gas toward the oxygen gas supply source is provided in the middle of each connection pipe.
8-3, ..., 938-n are provided respectively.

【0075】ガス排出配管940は、各第1ないし第n
の電池ユニット910−1〜910−nからの分岐路を
一本に集めた構成をしており、各分岐路部分には逆止め
弁944−1,944−2,…,944−nが、集合部
分にガス調圧弁942がそれぞれ配設されている。
The gas exhaust pipe 940 is provided for each of the first to nth.
Of the battery units 910-1 to 910-n are collected in one, and the check valves 944-1, 944-2, ..., 944-n are provided at each branch portion. Gas pressure regulating valves 942 are arranged at the gathering portions.

【0076】制御系950は、第1実施例と同様に、電
子制御ユニット960を中心に備えており、さらに、セ
ンサとして、第1ないし第nの電池ユニット910−1
〜910−nの出力電圧E(1)〜E(n)をそれぞれ
個別に検出する電圧計952と、各第1ないし第nの電
池ユニット910−1〜910−nのインピーダンスZ
(1)〜Z(n)をそれぞれ個別に検出するインピーダ
ンス計954とを備えている。
Similar to the first embodiment, the control system 950 mainly includes an electronic control unit 960, and further, as a sensor, the first to nth battery units 910-1.
To 910-n output voltages E (1) to E (n) are individually detected, and the impedance Z of each of the first to nth battery units 910-1 to 910-n.
An impedance meter 954 for individually detecting (1) to Z (n) is provided.

【0077】電子制御ユニット960のCPU962
は、ROM964,RAM966とデータのやり取りを
行ないつつ、次の処理を実行する。即ち、電子制御ユニ
ット960は、電圧計952で検出された出力電圧E
(1)〜E(n)とインピーダンス計954で検出され
たインピーダンスZ(1)〜Z(n)とから各電池ユニ
ット910−1〜910−nのカソードの濡れ状態を判
定し、この判定結果に応じてMFC934および流路切
替器936を制御して、濡れすぎの状態にある電池ユニ
ット910−1〜910−nへの酸素ガスの流量を増量
する処理を実行する。
CPU 962 of electronic control unit 960
Performs the following processing while exchanging data with the ROM 964 and the RAM 966. That is, the electronic control unit 960 uses the output voltage E detected by the voltmeter 952.
From (1) to E (n) and the impedances Z (1) to Z (n) detected by the impedance meter 954, the wet state of the cathode of each battery unit 910-1 to 910-n is determined, and this determination result The MFC 934 and the flow path switch 936 are controlled according to the above, and the process of increasing the flow rate of the oxygen gas to the battery units 910-1 to 910-n that are in an excessively wet state is executed.

【0078】CPU962で実行される酸素ガス量供給
制御処理について、図16に基づいて説明する。CPU
962は、処理が開始されると、まず、電圧計952で
検出された各電池ユニット910−1〜910−nの出
力電圧E(1)ないし(E(n)を読み込む(ステップ
S1000)。次いで、インピーダンス計954で検出
された各電池ユニット910−1〜910−nのインピ
ーダンスZ(1)ないしZ(n)を読み込む(ステップ
S1000,S1010)。続いて、変数iを初期値0
にセットして(ステップS1020)、この変数iを値
1だけインクリメントする処理を行なう(ステップS1
030)。
The oxygen gas amount supply control process executed by the CPU 962 will be described with reference to FIG. CPU
When the processing is started, the 962 first reads the output voltages E (1) to E (n) of the battery units 910-1 to 910-n detected by the voltmeter 952 (step S1000). , The impedances Z (1) to Z (n) of the battery units 910-1 to 910-n detected by the impedance meter 954 are read (steps S1000 and S1010), and then the variable i is initialized to 0.
(Step S1020), the variable i is incremented by 1 (step S1).
030).

【0079】その後、変数iに基づくi番目の電池ユニ
ット910−iのカソードが濡れすぎの状態であるか否
かの判定を行なう(ステップS1040)。この判定
は、電圧計952およびインピーダンス計654から検
出された出力電圧E(i)およびインピーダンスZ
(i)に基づきその濡れすぎを判定するもので、詳しく
は、出力電圧E(i)が予め定められた第1の所定電圧
値E1より小さいか否かの第1の判別と、インピーダン
スZ(i)が予め定められた所定インピーダンス値Z1
より小さいか否かの第2の判別とを実行し、両判別が共
に肯定判定されたとき、i番目の電池ユニット910−
iのカソードが濡れすぎであるとして、ステップS10
50に進む。
Then, it is determined whether or not the cathode of the i-th battery unit 910-i is too wet based on the variable i (step S1040). This determination is based on the output voltage E (i) and the impedance Z detected by the voltmeter 952 and the impedance meter 654.
To determine whether the output voltage E (i) is excessively wet based on (i), specifically, the first determination as to whether the output voltage E (i) is smaller than a predetermined first predetermined voltage value E1 and the impedance Z ( i) is a predetermined impedance value Z1 determined in advance
The second judgment of whether or not it is smaller is executed, and when both judgments are affirmative, the i-th battery unit 910-
If the cathode of i is too wet, step S10
Go to 50.

【0080】ステップS1050では、流路切替器93
6を制御して、バイパス配管930の流路をi番目の電
池ユニット910−iに向かう方向に切り替える処理を
行なう。次いで、MFC934へ送るバイパス量設定信
号を定めるバルブ開度θを所定の開度θcに設定する処
理を行なう(ステップS1060)。この所定開度θc
は、このルーチン起動時における初期設定値θ0(例え
ば、θ0=0[゜])より大きな値であり、この結果、
MFC934のバルブ開度θはθcに増量されることに
なる。一方、ステップS1040でi番目の電池ユニッ
ト910−iのカソードが濡れすぎでないと判定された
とき、即ち、前記第1および第2の判別の内の少なくと
も一方が否定判定されたときには、ステップS1030
に進み、ステップS1030以後の処理を繰り返し実行
する。
In step S1050, the flow path switch 93
6 is controlled to switch the flow path of the bypass pipe 930 toward the i-th battery unit 910-i. Next, a process for setting the valve opening θ that determines the bypass amount setting signal to be sent to the MFC 934 to a predetermined opening θc (step S1060). This predetermined opening θc
Is larger than the initial setting value θ0 (for example, θ0 = 0 [°]) at the time of starting this routine. As a result,
The valve opening θ of the MFC 934 is increased to θc. On the other hand, if it is determined in step S1040 that the cathode of the i-th battery unit 910-i is not too wet, that is, if at least one of the first and second determinations is negative, then step S1030.
Then, the process after step S1030 is repeatedly executed.

【0081】ステップS1060でMFC934のバル
ブ開度θの増量がなされると、その後、カソードの表面
の濡れすぎが解消されたか否かを判定する処理を行なう
(ステップS1070)。詳しくは、出力電圧E(i)
が予め定められた第2の所定電圧値E2(ただし、E2
>E1)より大きくなり、かつインピーダンス計54で
検出されたインピーダンスZが濡れすぎでない正常運転
時のインピーダンス値Z0に復帰したときに、カソード
の表面の濡れすぎは解消されたと判定する。ステップS
1070で、濡れすぎは解消されていないと判定される
と、処理はステップS1070を繰り返して実行し、濡
れすぎが解消されるのを待つ。一方、カソード表面の濡
れすぎが解消されたと判定されると、ステップS108
0に進む。ステップS1080では、バイパス量設定信
号を定める開度θを初期設定値θ0に設定して、MFC
934のバルブ開度θを初期位置に復帰する処理を行な
う。
When the valve opening degree θ of the MFC 934 is increased in step S1060, a process for determining whether excessive wetting of the surface of the cathode is eliminated is then performed (step S1070). Specifically, the output voltage E (i)
Is a second predetermined voltage value E2 (where E2
> E1) and the impedance Z detected by the impedance meter 54 is not too wet and returns to the impedance value Z0 during normal operation, it is determined that the overwetting of the cathode surface has been eliminated. Step S
If it is determined at 1070 that the over-wetting has not been resolved, the process repeats step S1070 and waits until the over-wetting is resolved. On the other hand, if it is determined that the excessive wetting of the cathode surface has been eliminated, step S108.
Go to 0. In step S1080, the opening θ that determines the bypass amount setting signal is set to the initial setting value θ0, and the MFC is set.
Processing for returning the valve opening θ of 934 to the initial position is performed.

【0082】その後、変数iが電池ユニット910−1
〜910−nの個数を示す定数nより大きいか否かを判
定する(ステップS1090)。ここで、否定判定され
ると、ステップS1030に戻り、変数iを値1だけイ
ンクリメントして、次の電池ユニット910に対しステ
ップ1030以後の処理を施す。一方、ステップS10
90で肯定判定されると、変数iは定数nに達したとし
て、「END」に抜けてこの制御処理を終了する。
Thereafter, the variable i is changed to the battery unit 910-1.
It is determined whether or not it is larger than a constant n indicating the number of ˜910-n (step S1090). Here, if a negative determination is made, the process returns to step S1030, the variable i is incremented by the value 1, and the process after step 1030 is performed on the next battery unit 910. On the other hand, step S10
If an affirmative decision is made at 90, it is assumed that the variable i has reached the constant n, and the process ends in "END" and terminates this control processing.

【0083】以上のように構成された酸素ガス量供給制
御処理によれば、CPU962は、n個の電池ユニット
910−1〜910−nの中からカソード表面が濡れす
ぎにある電池ユニット910が検知されると、MFC9
34および流路切替器936を制御することにより、そ
の濡れすぎの状態にある電池ユニット910に向かって
バイパス配管930の流路を切り替えて、その流量を増
加する。このため、その濡れすぎの状態にある電池ユニ
ット910に供給される酸素ガスの流量が増加されるこ
とから、その電池ユニット910のカソード表面に付着
した水滴をその増量された酸素ガスの流量でもって吹き
飛ばすことができ、その濡れすぎの状態を応答性よく回
復することができる。従って、複数の電池ユニット91
0−1〜910−nのいずれに対しても効率よく連続的
に起電力を得ることができる。
According to the oxygen gas amount supply control processing configured as described above, the CPU 962 detects the battery unit 910 whose cathode surface is too wet from among the n battery units 910-1 to 910-n. When done, MFC9
By controlling the switch 34 and the flow path switch 936, the flow path of the bypass pipe 930 is switched to the battery unit 910 that is in the over-wet state, and the flow rate is increased. Therefore, the flow rate of the oxygen gas supplied to the battery unit 910 in the over-wetted state is increased, so that the water droplets adhering to the cathode surface of the battery unit 910 are increased by the increased flow rate of the oxygen gas. It can be blown away, and the excessively wet condition can be recovered with good responsiveness. Therefore, the plurality of battery units 91
An electromotive force can be efficiently and continuously obtained for any of 0-1 to 910-n.

【0084】なお、この第5実施例では、各第1ないし
第nの電池ユニット910−1〜910−nの中から複
数の電池ユニット910がカソードの濡れすぎの状態に
あると判定されたときには、その濡れすぎの状態にある
各電池ユニット毎に順に時間的なズレをもって前記濡れ
の回復の処理を施している。このため、各電池ユニット
910−1〜910−nは濡れすぎの状態になると一つ
ずつその濡れを回復することができ、従って、第1ない
し第n電池ユニット910−1〜910−nの集合であ
る燃料電池全体としては、各電池ユニット910−1〜
910−nの濡れの回復に伴う出力電圧の増加を段階的
に少しずつ行なうことができ、急激な出力電圧の増加を
抑制することができる。
In the fifth embodiment, when it is determined that a plurality of battery units 910 among the first to nth battery units 910-1 to 910-n are in a state where the cathode is too wet. The wetness recovery process is sequentially performed for each battery unit in the excessively wet condition with a time lag. For this reason, each of the battery units 910-1 to 910-n can recover its wetness one by one when it becomes too wet, and thus the first to n-th battery units 910-1 to 910-n are assembled. As a whole fuel cell, each cell unit 910-1 to
It is possible to gradually and gradually increase the output voltage accompanying the recovery of the wetness of 910-n, and to suppress the sudden increase of the output voltage.

【0085】次に、本発明の第6実施例について説明す
る。この第6実施例は、第5実施例のように燃料電池を
複数の電池ユニットから構成した上で、前述した第2実
施例のように燃料電池から排出される酸素ガスを供給側
に循環させようとするものである。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the sixth embodiment, the fuel cell is composed of a plurality of cell units as in the fifth embodiment, and the oxygen gas discharged from the fuel cell is circulated to the supply side as in the second embodiment. It is something to try.

【0086】図17は、本発明の燃料電池の駆動装置の
第6実施例を適用した燃料電池システム1900の配置
図である。図17に示すように、この燃料電池システム
1900は、第5実施例と同じ構成の第1ないし第4電
池ユニット910−1〜910−n,酸素ガス供給配管
920およびガス排出配管940を備え、第5実施例の
バイパス配管930に換えてガス循環配管1930を設
けたものである。この燃料電池システム1900は、第
5実施例と同じ構成の制御系950も備えており、制御
系950に設けられた電子制御ユニット960によりガ
ス循環配管1930のガス循環量を調節する。なお、図
17中、図15と同じ構成の部品に対しては同一の符号
を付した。
FIG. 17 is a layout diagram of a fuel cell system 1900 to which the sixth embodiment of the fuel cell driving apparatus of the present invention is applied. As shown in FIG. 17, the fuel cell system 1900 includes first to fourth cell units 910-1 to 910-n, an oxygen gas supply pipe 920, and a gas exhaust pipe 940, which have the same configuration as the fifth embodiment. A gas circulation pipe 1930 is provided in place of the bypass pipe 930 of the fifth embodiment. The fuel cell system 1900 also includes a control system 950 having the same configuration as that of the fifth embodiment, and an electronic control unit 960 provided in the control system 950 adjusts the gas circulation amount of the gas circulation pipe 1930. In FIG. 17, parts having the same configurations as those in FIG. 15 are designated by the same reference numerals.

【0087】ガス循環配管1930は、ガス排出配管9
40の分岐点940aから酸素ガスを取り出して各第1
ないし第n電池ユニット910−1〜910−nにそれ
ぞれ循環させる管路である。ガス循環配管1930の途
中には、分岐点940a側から順に、循環用送風ファン
1934および流路切替器1936を備えている。な
お、流路切替器1636より下流側については、第5の
実施例と同様な構成を備えており、ここでは詳しい説明
については省略する。循環用送風ファン1934は、電
子制御ユニット960から与えられた制御信号に応じて
ファンを運転/停止するものである。
The gas circulation pipe 1930 is the gas exhaust pipe 9
Oxygen gas is taken out from the branch point 940a of 40
To n-th battery units 910-1 to 910-n, respectively. In the middle of the gas circulation pipe 1930, a circulation blower fan 1934 and a flow path switch 1936 are provided in order from the branch point 940a side. The downstream side of the flow path switching unit 1636 has the same configuration as that of the fifth embodiment, and detailed description thereof will be omitted here. The circulation blower fan 1934 operates / stops the fan according to a control signal given from the electronic control unit 960.

【0088】次に、電子制御ユニット960のCPU9
62により実行される酸素ガス量供給制御処理につい
て、図18に基づいて説明する。この第6実施例におけ
る酸素ガス量供給制御処理は、第5実施例におけるそれ
と比較して、ステップS2000〜S2050,S20
70,S2090については第5実施例のステップS1
000〜S1050,S1070,S1090とそれぞ
れ同じ内容の処理を行ない、ステップS1060に換え
て循環用送風ファン1934を運転開始する処理を行な
うとともに(ステップS2060)、ステップS108
0に換えて循環用送風ファン1934を停止する処理を
行なう(ステップS2080)。
Next, the CPU 9 of the electronic control unit 960
The oxygen gas amount supply control process executed by 62 will be described with reference to FIG. The oxygen gas amount supply control process in the sixth embodiment is different from that in the fifth embodiment in steps S2000 to S2050, S20.
70 and S2090, step S1 of the fifth embodiment.
000 to S1050, S1070, and S1090, and the process of starting the circulation blower fan 1934 is performed instead of step S1060 (step S2060) and step S108.
In place of 0, processing for stopping the circulation blower fan 1934 is performed (step S2080).

【0089】こうして構成された酸素ガス量供給制御処
理によれば、第1ないし第nの電池ユニット910−1
〜910−nの中から濡れすぎの電池ユニット910が
検知されると、流路切替器936を制御するとともに循
環用送風ファン1934を運転開始することにより、濡
れすぎの状態にある電池ユニット910に向かって供給
される酸素ガスの流量が増量される。この結果、この第
6実施例の燃料電池システム1900では、第5実施例
と同様に、複数の電池ユニット910−1〜910−n
のいずれに対しても効率よく連続的に起電力を得ること
ができる。
According to the oxygen gas amount supply control process thus constructed, the first to nth battery units 910-1 are used.
When the battery unit 910 that is too wet is detected from among the ˜910-n, the flow path switch 936 is controlled and the circulation blower fan 1934 is started, so that the battery unit 910 that is too wet is detected. The flow rate of the oxygen gas supplied toward is increased. As a result, in the fuel cell system 1900 of the sixth embodiment, similar to the fifth embodiment, a plurality of battery units 910-1 to 910-n are provided.
An electromotive force can be efficiently and continuously obtained for any of the above.

【0090】次に、本発明の第7実施例について説明す
る。この第7実施例は、第5および第6実施例のように
燃料電池を複数の電池ユニットから構成した上で、第3
実施例のように、燃料電池のガス排出配管に電動式背圧
調整弁を設け、それら電動式背圧調整弁により燃料電池
のカソード表面に流れる酸素ガスの流速を変化させよう
とするものである。
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. In the seventh embodiment, the fuel cell is composed of a plurality of cell units as in the fifth and sixth embodiments, and then the third embodiment is used.
As in the embodiment, an electric back pressure adjusting valve is provided in the gas discharge pipe of the fuel cell, and the electric back pressure adjusting valve is used to change the flow velocity of oxygen gas flowing to the cathode surface of the fuel cell. .

【0091】図19は、本発明の燃料電池の駆動装置の
第7実施例を適用した燃料電池システム2900の配置
図である。図19に示すように、この燃料電池システム
2900は、第6実施例と比較して次の点が相違する。
まず、ガス循環配管1930をなくした上で、ガス排出
配管940の各分岐路に第1ないし第nの電動式背圧調
整弁2910−1,2910−2,…,2910−nを
設けた。そして、これら電動式背圧調整弁2910−1
〜2910−nを制御系950の電子制御ユニット96
0で調整可能とした。さらに、第5,第6実施例の電圧
計952に換えて、互いに連結された第1ないし第n電
池ユニット910−1〜910−nのトータルの出力電
圧ETを検出する電圧計2952を設けるとともに、イ
ンピーダンス計2954に換えて、第1ないし第n電池
ユニット910−1〜910−nのトータルのインピー
ダンスZTを検出するインピーダンス計2954を設け
た。
FIG. 19 is a layout diagram of a fuel cell system 2900 to which the seventh embodiment of the fuel cell driving apparatus of the present invention is applied. As shown in FIG. 19, this fuel cell system 2900 differs from the sixth embodiment in the following points.
First, after eliminating the gas circulation pipe 1930, first to n-th electric back pressure adjusting valves 2910-1, 2910-2, ..., 2910-n are provided in each branch passage of the gas discharge pipe 940. And, these electric back pressure adjusting valves 2910-1
2910-n to the electronic control unit 96 of the control system 950
Adjustable at 0. Further, in place of the voltmeter 952 of the fifth and sixth embodiments, a voltmeter 2952 for detecting the total output voltage ET of the first to nth battery units 910-1 to 910-n connected to each other is provided. In place of the impedance meter 2954, an impedance meter 2954 for detecting the total impedance ZT of the first to nth battery units 910-1 to 910-n is provided.

【0092】電子制御ユニット960のCPU962に
より実行される酸素ガス量供給制御処理について、図2
0のフローチャートに沿って説明する。CPU962
は、処理が開始されると、まず、変数iを初期値0にセ
ットする(ステップS3000)。続いて、電圧計29
52で検出された各電池ユニット910−1〜910−
nのトータルの出力電圧ETを読み込むとともに、イン
ピーダンス計954で検出された各電池ユニット910
−1〜910−nのトータルのインピーダンスZTを読
み込む(ステップS3010,S3020)。
FIG. 2 shows the oxygen gas amount supply control processing executed by the CPU 962 of the electronic control unit 960.
A description will be given along the flowchart of No. 0. CPU962
When the process starts, first, the variable i is set to an initial value 0 (step S3000). Then, the voltmeter 29
Each battery unit 910-1 to 910- detected at 52
In addition to reading the total output voltage ET of n, each battery unit 910 detected by the impedance meter 954.
The total impedance ZT of −1 to 910-n is read (steps S3010 and S3020).

【0093】続いて、第1ないし第nの電池ユニット9
10−1〜910−nの中で少なくとも1つ以上の電池
ユニットが濡れすぎの状態にあるか否かを、電圧計95
2およびインピーダンス計654から検出されたトータ
ル出力電圧ETおよびトータルインピーダンスZTに基
づき判定する処理を行なう(ステップS3030)。詳
しくは、トータル出力電圧ETが予め定められた第1の
所定電圧値ET1より小さいか否かの第1の判別と、ト
ータルインピーダンスZTが予め定められた所定インピ
ーダンス値ZT1より小さいか否かの第2の判別とを実
行し、両判別が共に肯定判定されたとき、いずれかの電
池ユニットが濡れすぎの状態にあるとして、ステップS
3040に進む。
Subsequently, the first to nth battery units 9
It is determined whether at least one or more battery units among 10-1 to 910-n are too wet.
2 and the total output voltage ET and the total impedance ZT detected from the impedance meter 654 are used to make a determination (step S3030). Specifically, a first determination is made as to whether the total output voltage ET is smaller than a predetermined first predetermined voltage value ET1 and a determination is made as to whether the total impedance ZT is smaller than a predetermined predetermined impedance value ZT1. If both determinations are affirmative, it is determined that one of the battery units is too wet and the step S
Proceed to 3040.

【0094】ステップS3040では、変数iを値1だ
けインクリメントする処理を行なう。続いて、変数iに
基づくi番目の電動式背圧調整弁2910−iを所定の
開度αだけ開方向に制御して、ガス排出配管640の当
該電動式背圧調整弁2910−iの付設部分のガス圧力
Piを正常運転時の圧力PaからPbに低下させる処理
を行なう(ステップS3050)。
In step S3040, the variable i is incremented by one. Subsequently, the i-th electric back pressure adjusting valve 2910-i based on the variable i is controlled in the opening direction by a predetermined opening α, and the electric back pressure adjusting valve 2910-i of the gas exhaust pipe 640 is attached. A process of reducing the partial gas pressure Pi from the pressure Pa during normal operation to Pb is performed (step S3050).

【0095】その後、CPU962は、所定時間だけ遅
延する遅延処理を実行し(ステップS3060)、その
遅延時間が経過すると、変数iに基づくi番目の電動式
背圧調整弁2910−iを所定の開度αだけ閉方向に制
御して、ガス排出配管640の当該電動式背圧調整弁2
910−iの付設部分のガス圧力Piを正常運転時の圧
力Paに復帰させる処理を行なう(ステップS307
0)。
After that, the CPU 962 executes a delay process for delaying by a predetermined time (step S3060), and when the delay time elapses, the i-th electric back pressure adjusting valve 2910-i based on the variable i is opened for a predetermined time. The electric back pressure control valve 2 of the gas exhaust pipe 640 is controlled to be closed by a degree α.
A process of returning the gas pressure Pi of the attached portion of 910-i to the pressure Pa during normal operation is performed (step S307).
0).

【0096】その後、変数iが電池ユニット910−1
〜910−nの個数を示す定数nより大きいか否かを判
定し(ステップS3080)、否定判定されると、ステ
ップS3030に戻り、ステップS3030以後の処理
を繰り返し行なう。一方、ステップS3080で肯定判
定されると、変数iは定数nに達したとして、「EN
D」に抜けてこの制御処理を終了する。また、ステップ
S3030で否定判定された場合、即ち、いずれの電池
ユニット910−1〜910−nも濡れすぎの状態でな
いと判定された場合にも、「END」に抜けて制御処理
を終了する。
Thereafter, the variable i is changed to the battery unit 910-1.
It is determined whether or not it is larger than a constant n indicating the number of ˜910-n (step S3080), and if a negative determination is made, the process returns to step S3030, and the processes after step S3030 are repeated. On the other hand, if an affirmative decision is made in step S3080, it is assumed that the variable i has reached the constant n, and "EN
Then, the control process is terminated by exiting to "D". Also, when a negative determination is made in step S3030, that is, when it is determined that none of the battery units 910-1 to 910-n is in an excessively wet state, the process ends in “END” and the control process ends.

【0097】こうして構成された酸素ガス量供給制御処
理によれば、CPU962は、第1ないし第nの電池ユ
ニット910−1〜910−nの中に濡れすぎの状態の
ものがあるか否かをトータルの出力電圧ETとトータル
のインピーダンスZTとから判定し、いずれかの電池ユ
ニット910−1〜910−nが濡れすぎの状態にある
と判定されると、まず、第1番目の電動式背圧調整弁2
910−1を調整してその電動式背圧調整弁2910−
1の付設部分のガス圧力P1をPbに低下させる処理を
所定時間だけ実行する(所定時間経過後は、ガス圧力P
1をPaに復帰させる)。そのガス圧力P1が低下され
ると、その電動式背圧調整弁2910−1の上流に設け
られた電池ユニット910−1の酸素ガス流路を流れる
酸素ガスの流速は急激に大きくなる。このため、濡れす
ぎの状態にある電池電池ユニットが当該第1の電池ユニ
ット910−1である場合、その電池ユニット910−
1のカソード表面に付着した水滴はその酸素ガスの流速
でもって素早く吹き飛ばされ、その電池ユニット910
−1は最適な濡れ状態となる。
According to the oxygen gas amount supply control process thus constructed, the CPU 962 determines whether or not any of the first to n-th battery units 910-1 to 910-n is in an excessively wet state. When it is determined from the total output voltage ET and the total impedance ZT that one of the battery units 910-1 to 910-n is in an excessively wet state, first, the first electric back pressure Regulator valve 2
910-1 is adjusted and its electric back pressure adjusting valve 2910-
The process of lowering the gas pressure P1 of the attached portion of No. 1 to Pb is executed for a predetermined time (after the predetermined time, the gas pressure P1
1 is returned to Pa). When the gas pressure P1 is reduced, the flow velocity of oxygen gas flowing through the oxygen gas flow path of the battery unit 910-1 provided upstream of the electric back pressure adjusting valve 2910-1 rapidly increases. Therefore, when the battery cell unit that is too wet is the first battery cell unit 910-1, the battery cell unit 910-
The water droplets attached to the cathode surface of No. 1 are quickly blown off by the flow velocity of the oxygen gas, and the battery unit 910
-1 is the optimum wet state.

【0098】その後、第2番目の電動式背圧調整弁29
10−2を同様に調整して、第2の電池ユニット910
−2を最適な濡れ状態とする。続いて、第3番目,第4
番目というように処理対象を増やして、ステップS30
30により、濡れすぎの状態が全て解消されたと判定さ
れるまで処理を続ける。こうした構成により、濡れすぎ
の状態にある電池ユニット910は全て最適な濡れ状態
とされ、第5実施例および第6実施例と同様に、複数の
電池ユニット910−1〜910−nのいずれに対して
も効率よく連続的に起電力を得ることができる。
After that, the second electric back pressure adjusting valve 29
10-2 is adjusted similarly, and the second battery unit 910
-2 is the optimum wet state. Then, the 3rd and 4th
The number of processing objects is increased like the second, and step S30
The process is continued until it is determined by 30 that all of the excessively wet condition has been resolved. With such a configuration, all the battery units 910 that are in an excessively wet state are in an optimum wet state, and as with the fifth and sixth embodiments, any of the plurality of battery units 910-1 to 910-n can be used. However, the electromotive force can be efficiently and continuously obtained.

【0099】さらに、この第7実施例では、第1ないし
第nの電池ユニット910−1〜910−nの濡れ状態
を個別に検知せずに、トータルとして検知できればよい
ことから、センサからの検知信号の信号数を少なくする
ことができ、さらに、制御処理の構成を簡単にすますこ
とができるといった効果も奏する。
Further, in the seventh embodiment, the wet state of the first to n-th battery units 910-1 to 910-n need not be individually detected, but can be detected as a total. The number of signals can be reduced, and the configuration of control processing can be simplified.

【0100】次に、本発明の第7実施例の変形例につい
て説明する。この変形例は、第7実施例と同一のハード
ウェア上の構成をとり、第7実施例と比べて、電子制御
ユニット960のCPU962により実行される酸素ガ
ス量供給制御処理の内容が相違するだけである。
Next, a modification of the seventh embodiment of the present invention will be described. This modification has the same hardware configuration as that of the seventh embodiment, and is different from the seventh embodiment only in the content of the oxygen gas amount supply control process executed by the CPU 962 of the electronic control unit 960. Is.

【0101】この変形例における電子制御ユニット96
0のCPU962により実行される酸素ガス量供給制御
処理について、図21のフローチャートに沿って説明す
る。この酸素ガス量供給制御処理は、図20のフローチ
ャートで示した制御処理と比較して、ステップS305
0の直後にステップS3055を追加し、ステップS3
070の直後にステップS3075を追加した点が相違
し、その他については同一である。
Electronic control unit 96 in this modification
The oxygen gas amount supply control process executed by the CPU 962 of 0 will be described with reference to the flowchart of FIG. This oxygen gas amount supply control process is compared with the control process shown in the flowchart of FIG.
Immediately after 0, step S3055 is added, and step S3
The difference is that step S3075 is added immediately after 070, and the other points are the same.

【0102】この酸素ガス量供給制御処理においては、
ステップS3030で濡れすぎと判定された場合に、ス
テップS3050で、変数iに基づくi番目の電動式背
圧調整弁2910−iを所定の開度αだけ開方向に制御
して、ガス排出配管640の当該電動式背圧調整弁29
10−iの付設部分のガス圧力Piを正常運転時の圧力
PaからPbに低下させた後、次のステップS3055
の処理を行なう。ステップS3055では、前記i番目
の電動式背圧調整弁2910−iを除いたその他の電動
式背圧調整弁2910−1〜2910−i-1,291
0−i+1〜2910−nを所定の開度β(<<α)だ
け閉方向にそれぞれ制御して、当該電動式背圧調整弁2
910−1〜2910−i-1,2910−i+1〜2910
−nの付設部分のガス圧力P1〜Pi-1,Pi+1〜Pnを
小量ずつそれぞれ上昇させる処理を行なう。
In this oxygen gas amount supply control processing,
When it is determined in step S3030 that it is too wet, in step S3050, the i-th electric back pressure adjusting valve 2910-i based on the variable i is controlled in the opening direction by the predetermined opening α, and the gas exhaust pipe 640 is opened. Of the electric back pressure adjusting valve 29
After reducing the gas pressure Pi of the attached portion 10-i from the pressure Pa during normal operation to Pb, the next step S3055
Is processed. In step S3055, the other electric back pressure adjusting valves 2910-1 to 2910-i-1,291 excluding the i-th electric back pressure adjusting valve 2910-i.
0-i + 1 to 2910-n are controlled in the closing direction by a predetermined opening degree β (<< α), and the electric back pressure regulating valve 2
910-1 to 2910-i-1, 2910-i + 1 to 2910
A process of increasing the gas pressures P1 to Pi-1 and Pi + 1 to Pn in the attached portion of -n by small amounts is performed.

【0103】また、ステップS3070で、変数iに基
づくi番目の電動式背圧調整弁2910−iを所定の開
度αだけ閉方向に制御して、ガス排出配管640の当該
電動式背圧調整弁2910−iの付設部分のガス圧力P
iを正常運転時の圧力Paに復帰させた後、次のステッ
プS3075の処理を行なう。ステップS3075で
は、前記i番目の電動式背圧調整弁2910−iを除い
たその他の電動式背圧調整弁2910−1〜2910−
i-1,2910−i+1〜2910−nを所定の開度β
だけ開方向にそれぞれ制御して、当該電動式背圧調整弁
2910−1〜2910−i-1,2910−i+1〜291
0−nの付設部分のガス圧力P1〜Pi-1,Pi+1〜Pn
を正常運転時の圧力Paに復帰させる処理を行なう。
In step S3070, the i-th electric back pressure adjusting valve 2910-i based on the variable i is controlled in the closing direction by a predetermined opening α to adjust the electric back pressure of the gas exhaust pipe 640. Gas pressure P of the attached portion of the valve 2910-i
After i is returned to the pressure Pa at the time of normal operation, the process of the next step S3075 is performed. In step S3075, the other electric back pressure adjusting valves 2910-1 to 2910- except for the i-th electric back pressure adjusting valve 2910-i.
i-1,2910-i + 1 to 2910-n are set to a predetermined opening β
Control in the opening direction respectively, and the electric back pressure adjusting valves 2910-1 to 2910-i-1, 2910-i + 1 to 291 are controlled.
Gas pressures P1 to Pi-1 and Pi + 1 to Pn of the attached parts of 0-n
Is performed to restore the pressure Pa to the pressure Pa during normal operation.

【0104】こうした第7実施例の変形例によれば、第
7実施例と同様に、複数の電池ユニット910−1〜9
10−nのいずれに対しても効率よく連続的に起電力を
得ることができるという効果を奏すると共に、次のよう
な効果も奏する。
According to the modified example of the seventh embodiment, as in the seventh embodiment, a plurality of battery units 910-1 to 9-10 are used.
In addition to the effect that the electromotive force can be efficiently and continuously obtained for any of 10-n, the following effects are also achieved.

【0105】図22は、この変形例におけるトータル出
力電圧ETの変化を示すタイミングチャートである。図
22に示すように、時間t21で、各電池ユニット91
0−1〜910−nは正常に運転されて、トータル出力
電圧ETが所定電圧ET0にあるとする。この状態か
ら、いずれかの電池ユニット910−1〜910−nの
カソード表面が濡れすぎの状態となると、トータル出力
電圧ETは急激に低下する。CPU962による酸素ガ
ス量供給制御処理が実行されて、最初の濡れすぎの電池
ユニット910に対してその背圧の低下が図られると、
トータル出力電圧ETは次第に上昇する(時間t22〜
t23)。その後、その背圧を初期位置に復帰する制御
に伴いトータル出力電圧ETは少し上昇する(時間t2
3〜t24)。次いで、第2番目以降の濡れすぎの電池
ユニット910に同様の処理が実行されて、トータル出
力電圧ETは正常運転時の大きさに徐々に復帰する。
FIG. 22 is a timing chart showing changes in the total output voltage ET in this modification. As shown in FIG. 22, at time t21, each battery unit 91
It is assumed that 0-1 to 910-n are normally operated and the total output voltage ET is at the predetermined voltage ET0. From this state, if the cathode surface of any of the battery units 910-1 to 910-n becomes too wet, the total output voltage ET sharply drops. When the oxygen gas amount supply control process by the CPU 962 is executed to reduce the back pressure of the battery unit 910 that is too wet for the first time,
The total output voltage ET gradually increases (time t22-
t23). After that, the total output voltage ET slightly rises with the control of returning the back pressure to the initial position (time t2).
3 to t24). Next, the same process is performed on the second and subsequent over-wet battery units 910, and the total output voltage ET gradually returns to the magnitude during normal operation.

【0106】時間t22〜t23においては、前述した
ように、電動式背圧調整弁を用いて濡れすぎの電池ユニ
ット910のガス排出配管部分のガス圧力を低下させる
ことが図られるが、第3実施例で説明したように、出力
電圧はガス圧力に依存すると言う燃料電池の性質からそ
の圧力低下を受けて出力電圧ETは図中、一点鎖線に示
すように、一旦低下するはずである。これに対して、こ
の変形例では、ステップS3055によりその他の電動
式背圧調整弁を調整して、当該電動式背圧調整弁の付設
部分のガス圧力を小量ずつそれぞれ上昇させることによ
り、そのトータル出力電圧ETの低下を抑えることがで
き、また、復帰時の出力電圧の変動が抑制され滑らかな
復帰処理が可能となる。このため、より一層、高効率で
起電力を得ることができる。
From time t22 to t23, as described above, it is possible to reduce the gas pressure in the gas discharge pipe portion of the battery unit 910 which is too wet by using the electric back pressure adjusting valve. As described in the example, due to the property of the fuel cell that the output voltage depends on the gas pressure, the output voltage ET should drop once as shown by the alternate long and short dash line in the figure due to the pressure drop. On the other hand, in this modified example, the other electric back pressure adjusting valve is adjusted in step S3055 to increase the gas pressure in the attached portion of the electric back pressure adjusting valve by a small amount. The decrease of the total output voltage ET can be suppressed, and the fluctuation of the output voltage at the time of restoration can be suppressed, and smooth restoration processing can be performed. Therefore, the electromotive force can be obtained with higher efficiency.

【0107】なお、前記第7実施例およびその変形例で
は、第1から第nまでの全ての電池ユニット910−1
〜910−nの集合の中で前述した酸素ガス量供給制御
処理を行なってきたが、これに換えて、第1ないし第n
の電池ユニット910−1〜910−nを幾つかの集合
に分けて、これらの集合単位で前述した酸素ガス量供給
制御処理を行なう構成としてもよい。即ち、それら集合
単位でトータルの出力電圧およびインピーダンスを検出
し、これら検出結果から濡れすぎを検出して、それら集
合単位の範囲内で各電池ユニットに供給する酸素ガスの
動圧を順に増大するように構成する。こうした構成によ
っても、それら実施例と同じ効果を奏することができ
る。
In the seventh embodiment and its modification, all the battery units 910-1 from the 1st to the n-th.
The above-mentioned oxygen gas amount supply control processing has been performed in the set of ˜910-n.
The battery units 910-1 to 910-n may be divided into some groups and the oxygen gas amount supply control process described above may be performed in units of these groups. That is, the total output voltage and impedance are detected in each set unit, overwetting is detected from these detection results, and the dynamic pressure of the oxygen gas supplied to each battery unit is sequentially increased within the range of the set unit. To configure. Even with such a configuration, the same effects as those of the embodiments can be obtained.

【0108】前述した各実施例では、カソードに供給す
る酸素ガスの動圧を増加するように構成されていたが、
これに換えて、そのカソードへの酸素ガスの増加に加え
て、アノードに供給する水素ガスの動圧についても同様
な制御で増加するように構成してもよい。こうした構成
により、アノード側の電極基材についてもその細孔の閉
塞を防止することができることから、より一層、効率よ
く連続的に起電力を得ることができる。なお、カソード
側について動圧の増加の制御は行なわず、アノードに供
給する水素ガスの動圧だけを増加するように構成しても
よい。
In each of the above-mentioned embodiments, the dynamic pressure of the oxygen gas supplied to the cathode is increased.
Instead of this, in addition to the increase of the oxygen gas to the cathode, the dynamic pressure of the hydrogen gas supplied to the anode may be increased by the similar control. With such a configuration, it is possible to prevent the pores of the electrode base material on the anode side from being blocked, so that electromotive force can be obtained more efficiently and continuously. Note that the cathode side may be configured to increase only the dynamic pressure of the hydrogen gas supplied to the anode without controlling the increase of the dynamic pressure.

【0109】さらに、前述した各実施例において次の構
成をとるようにしてもよい。図23は、カソード表面と
共に酸素ガス流路142を構成するセパレータ140の
部分斜視図であり、図24は、図23におけるA−A線
断面図である。両図に示すように、酸素ガス流路142
を構成する矩形の溝部142aの内面に、テフロン層4
000が形成されている。このテフロン層4000は、
次のようにして形成されたもので、撥水処理が施された
ことになる。
Further, the following configurations may be adopted in each of the above-described embodiments. 23 is a partial perspective view of the separator 140 that constitutes the oxygen gas flow path 142 together with the cathode surface, and FIG. 24 is a sectional view taken along the line AA in FIG. As shown in both figures, the oxygen gas flow path 142
Is formed on the inner surface of the rectangular groove portion 142a forming the
000 are formed. This Teflon layer 4000 is
The water-repellent material is formed as follows.

【0110】セパレータ140の表面の内、カソード1
20と直接接する部分にレジストを予め塗布する。次
に、セパレータ140全体をポリテトラフルオロエチレ
ン(ポリ四フッ化エチレン、PTFE(テフロン)と同
じ)のディスパージョン(ダイキン工業製ポリフロンD
−1)に浸漬させるか、あるいはディスパージョンを吹
きかける。その後、室温でしばらく乾燥させ、ディスパ
ージョン中の溶剤成分(一般には、水またはアルコール
系溶剤、または両者の混合溶剤)を蒸発させる。次に、
空気中、100℃で30分から1時間乾燥させて、ディ
スパージョンの水分を完全に揮発させる。さらに、窒素
雰囲気、またはアルゴン雰囲気中、250〜300℃で
2〜3時間加熱して、ポリテトラフルオロエチレンを焼
成する。このようにして、セパレータ140の表面にテ
フロンの層が形成される。
Of the surface of the separator 140, the cathode 1
A resist is applied in advance to the portion that directly contacts 20. Next, the entire separator 140 is made of a dispersion of polytetrafluoroethylene (polytetrafluoroethylene, the same as PTFE (Teflon)) (Polyflon D manufactured by Daikin Industries, Ltd.).
-1) Soak or spray dispersion. Then, it is dried at room temperature for a while to evaporate the solvent component (generally water or alcohol solvent or a mixed solvent of both) in the dispersion. next,
It is dried in air at 100 ° C. for 30 minutes to 1 hour to completely evaporate the water content of the dispersion. Further, in a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere, heating is performed at 250 to 300 ° C. for 2 to 3 hours to calcine the polytetrafluoroethylene. In this way, a Teflon layer is formed on the surface of the separator 140.

【0111】次に、先の工程で予め塗布してあったレジ
ストを化学薬品(レジスト除去剤)により除去する。こ
こで使用するレジスト除去剤は、レジストの種類により
異なり、レジストとレジスト除去剤は、両者が共に、先
に述べたPTFEディスパージョンを用いた撥水層の形
成工程に影響を与えないものであれば、薬品コストや取
扱いのしやすさ、使用済み廃液の処理のしやすさなどか
ら、使用者が任意に選択すればよい。
Next, the resist previously applied in the previous step is removed by a chemical (resist remover). The resist remover used here differs depending on the type of the resist, and both the resist and the resist remover should not affect the process of forming the water repellent layer using the PTFE dispersion described above. For example, the user may arbitrarily select from the viewpoints of chemical cost, easiness of handling, easiness of treatment of used waste liquid, and the like.

【0112】こうした構成により、溝部142aの内面
がテフロン層4000により撥水処理されることから、
溝部142aには余剰水が溜まりにくい。このため、前
述してきたカソード表面の余剰水の吹き飛ばしがより容
易なものとなり、より一層、効率よく連続的に起電力を
得ることができる。
With this structure, since the inner surface of the groove 142a is treated to be water repellent by the Teflon layer 4000,
Excess water does not easily collect in the groove 142a. Therefore, the excess water on the cathode surface as described above can be blown off more easily, and the electromotive force can be obtained more efficiently and continuously.

【0113】なお、前記実施例において、テフロン層4
000は、次のように形成してもよい。前記実施例で
は、セパレータ140の表面の内、カソード120と直
接接する部分にレジストを予め塗布しておいてディスパ
ージョンを浸漬させていたが、これに換えて、セパレー
タ140の表面全体をそのままディスパージョンに浸漬
させるか、あるいは、ディスパージョンを吹きかけるよ
うにしてもよい。その後、前記実施例と同様な処理を施
して、セパレータ140の表面全体にテフロンの層を形
成する。続いて、セパレータ140の表面の内、カソー
ド120と直接接する部分を機械的に研磨または切削し
て、その部分のテフロン層を除去する。こうして、テフ
ロン層4000を形成するように構成してもよい。
In the above embodiment, the Teflon layer 4 is used.
000 may be formed as follows. In the above-described embodiment, the portion of the surface of the separator 140 that is in direct contact with the cathode 120 is coated with the resist in advance and the dispersion is immersed. You may make it immerse in or may spray a dispersion. Then, the same treatment as in the above-described embodiment is performed to form a Teflon layer on the entire surface of the separator 140. Subsequently, of the surface of the separator 140, a portion which is in direct contact with the cathode 120 is mechanically polished or cut to remove the Teflon layer at that portion. In this way, the Teflon layer 4000 may be formed.

【0114】また、前記実施例では、セパレータ140
に形成される酸素ガス流路142にテフロン層4000
を設けていたが、これに換えて、セパレータ150に形
成される水素ガス流路152に同様のテフロン層を設け
る構成としてもよい。こうした構成により、アノード表
面の余剰水の吹き飛ばしをより容易にすることができ
る。また、酸素ガス流路142と水素ガス流路152と
の双方にテフロン層を設ける構成としてもよく、カソー
ド表面およびアノード表面の余剰水の吹き飛ばしを容易
にすることができ、より一層効率よく連続的に起電力を
得ることができる。
Further, in the above embodiment, the separator 140
The Teflon layer 4000 is formed in the oxygen gas flow path 142 formed in
However, instead of this, a similar Teflon layer may be provided in the hydrogen gas flow path 152 formed in the separator 150. With such a configuration, it is possible to more easily blow off excess water on the anode surface. Further, a configuration may be adopted in which a Teflon layer is provided in both the oxygen gas flow path 142 and the hydrogen gas flow path 152, and it is possible to easily blow off excess water on the cathode surface and the anode surface, and it is even more efficient and continuous. Electromotive force can be obtained.

【0115】前述した各実施例において、カソード12
0に供給する材料ガスは酸素としていたが、これに換え
て、空気としてもよい。空気とした場合、酸素としたと
きに比べて、同一電流量を流すときの必要ガス量が大き
くなることから、電極表面に過剰な水が到達する可能性
も空気の方が大きくなる。従って、材料ガスを空気とし
た場合の方が、より本発明の効果が発揮されることにな
る。
In each of the embodiments described above, the cathode 12
The material gas supplied to 0 was oxygen, but instead of this, air may be used. When air is used, the amount of gas required to pass the same amount of current is larger than when oxygen is used, and therefore the possibility of excess water reaching the electrode surface is also higher in air. Therefore, when the material gas is air, the effect of the present invention is more exerted.

【0116】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々な
る態様で実施し得ることは勿論である。
The embodiments of the present invention have been described above.
The present invention is not limited to these examples, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes without departing from the scope of the present invention.

【0117】[0117]

【発明の効果】以上説明したように本発明の第1の燃料
電池の駆動装置では、燃料電池の電極の濡れすぎの状態
が検出されると、電極に供給される供給ガスの動圧が一
時的に増加されるので、燃料電池の運転により電極付近
に生成された余剰水は、前記増加した動圧により素早く
吹き飛ばされて燃料電池の外部に排出される。このた
め、電極基材の細孔がその余剰水により閉塞されること
を応答性よく防ぐことができ、したがって、燃料電池か
ら効率よく連続的に起電力を得ることができるという効
果を奏する。また、この燃料電池の駆動装置では、余剰
水を供給ガスの動圧で吹き飛ばすものであるから、従来
例のように耐熱性の低い材料を使用する必要もなく、こ
のために、システム全体の耐久性が劣化するのを防止す
る効果も奏する。
As described above, in the first fuel cell driving apparatus of the present invention, when the electrode of the fuel cell is detected to be too wet, the dynamic pressure of the supply gas supplied to the electrode is temporarily stopped. The surplus water generated in the vicinity of the electrodes by the operation of the fuel cell is rapidly blown off by the increased dynamic pressure and discharged to the outside of the fuel cell. Therefore, it is possible to prevent the pores of the electrode base material from being clogged by the excess water with good response, and thus it is possible to efficiently and continuously obtain electromotive force from the fuel cell. Further, in this fuel cell drive device, since excess water is blown off by the dynamic pressure of the supply gas, it is not necessary to use a material with low heat resistance as in the conventional example, and therefore the durability of the entire system is improved. It also has an effect of preventing deterioration of the property.

【0118】さらに、この燃料電池の駆動装置では、前
述したように燃料電池から効率よく起電力を得ることが
できることから、所定の電気エネルギをより小型の燃料
電池で、より低コストの燃料電池で、さらにより軽量の
燃料電池で実現することができるという副次的な効果を
奏する。また、前述したように、燃料電池から連続的に
安定した起電力を得ることができることから、一般商用
電源等の他の電源と併用することなしにその燃料電池の
みでの電源供給が容易となるといった副次的な効果も奏
する。
Further, in this fuel cell driving apparatus, since the electromotive force can be efficiently obtained from the fuel cell as described above, a predetermined electric energy can be obtained in a smaller fuel cell and a lower cost fuel cell. Further, it has a secondary effect that it can be realized with a lighter fuel cell. Further, as described above, since a stable electromotive force can be continuously obtained from the fuel cell, it becomes easy to supply power only by the fuel cell without using it together with another power source such as a general commercial power source. It also has a secondary effect.

【0119】一方、本発明の第2の燃料電池の駆動装置
では、単電池の集合体である電池ユニットのいずれかに
電極の濡れすぎの状態が検出されると、当該電池ユニッ
トの電極に供給される供給ガスの動圧が一時的に増加さ
れるので、電池ユニットを複数備えている場合にも、濡
れすぎの状態となった電極付近に生成された余剰水は、
その増加した供給ガスの動圧により素早く吹き飛ばされ
る。このため、電極基材の細孔がその余剰水により閉塞
されることを応答性よく防ぐことができ、複数の電池ユ
ニットのいずれに対しても効率よく連続的に起電力を得
ることができる。
On the other hand, in the second fuel cell driving apparatus of the present invention, when it is detected that one of the cell units, which is an assembly of the unit cells, has too much electrode wetness, it is supplied to the electrode of the cell unit. Since the dynamic pressure of the supplied gas is temporarily increased, excess water generated in the vicinity of the electrode that has become over-wetted is
Due to the increased dynamic pressure of the supply gas, it is quickly blown away. Therefore, it is possible to prevent the pores of the electrode base material from being blocked by the excess water with good response, and it is possible to efficiently and continuously obtain the electromotive force for any of the plurality of battery units.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の燃料電池の駆動装置の第1実施例を適
用した燃料電池システム1の配置図である。
FIG. 1 is a layout diagram of a fuel cell system 1 to which a first embodiment of a fuel cell driving apparatus of the present invention is applied.

【図2】単電池から構成される固体高分子型燃料電池1
0の構造図である。
FIG. 2 is a polymer electrolyte fuel cell 1 including a single cell.
FIG.

【図3】その固体高分子型燃料電池10の分解斜視図で
ある。
FIG. 3 is an exploded perspective view of the polymer electrolyte fuel cell 10.

【図4】固体高分子型燃料電池10の実際の概略構造を
示した構造図である。
FIG. 4 is a structural diagram showing an actual schematic structure of the polymer electrolyte fuel cell 10.

【図5】電子制御ユニット60のCPU62により実行
される酸素ガス量供給制御処理を示すフローチャートで
ある。
5 is a flow chart showing an oxygen gas amount supply control process executed by a CPU 62 of an electronic control unit 60. FIG.

【図6】その酸素ガス量供給制御処理による動作を示す
タイミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the oxygen gas amount supply control process.

【図7】第1実施例の変形例を示す配置図である。FIG. 7 is a layout view showing a modified example of the first embodiment.

【図8】本発明の燃料電池の駆動装置の第2実施例を適
用した燃料電池システム400の配置図である。
FIG. 8 is a layout view of a fuel cell system 400 to which a second embodiment of the fuel cell driving apparatus of the present invention is applied.

【図9】第2実施例における電子制御ユニット60のC
PU62により実行される酸素ガス量供給制御処理を示
すフローチャートである。
FIG. 9C of the electronic control unit 60 in the second embodiment
It is a flowchart which shows the oxygen gas amount supply control process performed by PU62.

【図10】本発明の燃料電池の駆動装置の第3実施例を
適用した燃料電池システム600の配置図である。
FIG. 10 is a layout view of a fuel cell system 600 to which a third embodiment of the fuel cell driving apparatus of the present invention is applied.

【図11】第3実施例における電子制御ユニット60の
CPU62により実行される酸素ガス量供給制御処理を
示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing an oxygen gas amount supply control process executed by a CPU 62 of the electronic control unit 60 in the third example.

【図12】その酸素ガス量供給制御処理による動作を示
すタイミングチャートである。
FIG. 12 is a timing chart showing the operation of the oxygen gas amount supply control process.

【図13】第3実施例の変形例を示す配置図である。FIG. 13 is a layout view showing a modification of the third embodiment.

【図14】本発明の燃料電池の駆動装置の第4実施例を
適用した燃料電池システム800の配置図である。
FIG. 14 is a layout view of a fuel cell system 800 to which a fourth embodiment of the fuel cell driving apparatus of the present invention is applied.

【図15】本発明の燃料電池の駆動装置の第5実施例を
適用した燃料電池システム900の配置図である。
FIG. 15 is a layout view of a fuel cell system 900 to which a fifth embodiment of the fuel cell driving apparatus of the present invention is applied.

【図16】第5実施例における電子制御ユニット960
のCPU962により実行される酸素ガス量供給制御処
理を示すフローチャートである。
FIG. 16 is an electronic control unit 960 according to the fifth embodiment.
9 is a flowchart showing an oxygen gas amount supply control process executed by a CPU 962 of FIG.

【図17】本発明の燃料電池の駆動装置の第6実施例を
適用した燃料電池システム1900の配置図である。
FIG. 17 is a layout view of a fuel cell system 1900 to which a sixth embodiment of the fuel cell driving apparatus of the present invention is applied.

【図18】第6実施例における電子制御ユニット960
のCPU962により実行される酸素ガス量供給制御処
理を示すフローチャートである。
FIG. 18 is an electronic control unit 960 according to the sixth embodiment.
9 is a flowchart showing an oxygen gas amount supply control process executed by a CPU 962 of FIG.

【図19】本発明の燃料電池の駆動装置の第7実施例を
適用した燃料電池システム2900の配置図である。
FIG. 19 is a layout view of a fuel cell system 2900 to which a seventh embodiment of the fuel cell driving apparatus of the present invention is applied.

【図20】第7実施例における電子制御ユニット960
のCPU962により実行される酸素ガス量供給制御処
理を示すフローチャートである。
FIG. 20 is an electronic control unit 960 according to the seventh embodiment.
9 is a flowchart showing an oxygen gas amount supply control process executed by a CPU 962 of FIG.

【図21】第7実施例の変形例における酸素ガス量供給
制御処理を示すフローチャートである。
FIG. 21 is a flowchart showing an oxygen gas amount supply control process in a modified example of the seventh embodiment.

【図22】この変形例におけるトータル出力電圧ETの
変化を示すタイミングチャートである。
FIG. 22 is a timing chart showing changes in the total output voltage ET in this modification.

【図23】カソード表面に接する酸素ガス流路142の
部分斜視図である。
FIG. 23 is a partial perspective view of an oxygen gas flow path 142 in contact with the cathode surface.

【図24】図23におけるA−A線断面図である。24 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…燃料電池システム 10…固体高分子型燃料電池 20…酸素ガス供給配管 22…第1のガス調圧弁 24…MFC 26…加湿器 28…逆止め弁 30…バイパス配管 32…第2のガス調圧弁 34…電動弁 36…第2のガス調圧弁 38…逆止め弁 40…ガス排出配管 42…ガス調圧弁 50…制御系 52…電圧計 54…インピーダンス計 60…電子制御ユニット 62…CPU 64…ROM 66…RAM 68…入力処理回路 69…出力処理回路 110…電解質膜 120…カソード 130…アノード 140…セパレータ 142…酸素ガス流路 142a…溝部 150…セパレータ 152…水素ガス流路 160,170…集電板 200…単電池 210…セパレータ 220,230…冷却水流路 240,250…絶縁板 260,270…エンドプレート 280…ボルト 380…MFC 400…燃料電池システム 430…ガス循環配管 432…循環用送風ファン 434…逆止め弁 450…制御系 600…燃料電池システム 640…ガス排出配管 642…電動式背圧調整弁 654…インピーダンス計 800…燃料電池システム 900…燃料電池システム 910…電池ユニット 920…酸素ガス供給配管 922…第1のガス調圧弁 924…第1のMFC 926…加湿器 928…逆止め弁 930…バイパス配管 932…第2のガス調圧弁 934…MFC 936…流路切替器 938…逆止め弁 940…ガス排出配管 942…ガス調圧弁 944…逆止め弁 950…制御系 952…電圧計 954…インピーダンス計 960…電子制御ユニット 962…CPU 964…ROM 966…RAM 1636…流路切替器 1900…燃料電池システム 1930…ガス循環配管 1934…循環用送風ファン 1936…流路切替器 2900…燃料電池システム 2910…電動式背圧調整弁 2952…電圧計 2954…インピーダンス計 4000…テフロン層 E…出力電圧 ET…トータル出力電圧 Z…インピーダンス ZT…トータルインピーダンス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell system 10 ... Polymer electrolyte fuel cell 20 ... Oxygen gas supply piping 22 ... First gas pressure regulating valve 24 ... MFC 26 ... Humidifier 28 ... Check valve 30 ... Bypass piping 32 ... Second gas conditioning Pressure valve 34 ... Motorized valve 36 ... Second gas pressure regulating valve 38 ... Check valve 40 ... Gas exhaust pipe 42 ... Gas pressure regulating valve 50 ... Control system 52 ... Voltmeter 54 ... Impedance meter 60 ... Electronic control unit 62 ... CPU 64 ... ROM 66 ... RAM 68 ... Input processing circuit 69 ... Output processing circuit 110 ... Electrolyte membrane 120 ... Cathode 130 ... Anode 140 ... Separator 142 ... Oxygen gas flow path 142a ... Groove 150 ... Separator 152 ... Hydrogen gas flow path 160, 170 ... Collection Electric plate 200 ... Single cell 210 ... Separator 220, 230 ... Cooling water flow path 240, 250 ... Insulating plate 260, 27 End plate 280 Bolt 380 MFC 400 Fuel cell system 430 Gas circulation piping 432 Circulation fan 434 Check valve 450 Control system 600 Fuel cell system 640 Gas exhaust piping 642 Electric back pressure Regulator valve 654 ... Impedance meter 800 ... Fuel cell system 900 ... Fuel cell system 910 ... Battery unit 920 ... Oxygen gas supply pipe 922 ... First gas pressure regulating valve 924 ... First MFC 926 ... Humidifier 928 ... Check valve 930 Bypass pipe 932 ... Second gas pressure regulating valve 934 ... MFC 936 ... Flow path switching device 938 ... Check valve 940 ... Gas discharge pipe 942 ... Gas pressure regulating valve 944 ... Check valve 950 ... Control system 952 ... Voltmeter 954 ... Impedance meter 960 ... Electronic control unit 962 ... CPU 964 ROM 966 ... RAM 1636 ... Flow path switch 1900 ... Fuel cell system 1930 ... Gas circulation piping 1934 ... Circulation blower fan 1936 ... Flow path switch 2900 ... Fuel cell system 2910 ... Electric back pressure adjusting valve 2952 ... Voltmeter 2954 ... Impedance meter 4000 ... Teflon layer E ... Output voltage ET ... Total output voltage Z ... Impedance ZT ... Total impedance

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電極にガスを供給してその供給ガスの化
学反応から起電力を得る燃料電池の駆動装置であって、 前記電極の濡れ状態を検出する電極濡れ状態検出手段
と、 該電極濡れ状態検出手段により前記電極の濡れすぎの状
態が検出されたときに、前記電極に供給される供給ガス
の動圧を一時的に増加させる動圧増加手段とを備えた燃
料電池の駆動装置。
1. A drive device for a fuel cell, which supplies gas to an electrode to obtain electromotive force from a chemical reaction of the supplied gas, comprising: an electrode wet state detecting means for detecting a wet state of the electrode; A driving device for a fuel cell, comprising: a dynamic pressure increasing means for temporarily increasing the dynamic pressure of the supply gas supplied to the electrode when the state detecting means detects the excessively wet state of the electrode.
【請求項2】 請求項1記載の燃料電池の駆動装置であ
って、 前記動圧増加手段は、 前記燃料電池からの前記供給ガスの排出分を前記燃料電
池に循環させる循環手段と、 該循環手段によるガスの循環量を変化させる循環量調整
手段とを有する燃料電池の駆動装置。
2. The drive device for a fuel cell according to claim 1, wherein the dynamic pressure increasing means is a circulation means for circulating an exhaust of the supply gas from the fuel cell to the fuel cell, and the circulation means. And a circulation amount adjusting means for changing the circulation amount of gas by the means.
【請求項3】 請求項1記載の燃料電池の駆動装置であ
って、 前記動圧増加手段は、 前記燃料電池に前記供給ガスを供給するガス供給路、ま
たは前記燃料電池から前記供給ガスを排出するガス排出
路に設けられ、該ガス路中のガス圧力を調整するガス圧
調整手段を有する燃料電池の駆動装置。
3. The drive device for a fuel cell according to claim 1, wherein the dynamic pressure increasing means discharges the supply gas from the gas supply path for supplying the supply gas to the fuel cell or the fuel cell. A drive device for a fuel cell, which is provided in a gas discharge path for controlling the gas pressure and has gas pressure adjusting means for adjusting the gas pressure in the gas path.
【請求項4】 請求項1記載の燃料電池の駆動装置であ
って、 前記燃料電池に供給ガスを供給するガス供給路と、 該ガス供給路中に設けられ、前記供給ガスを加湿する加
湿器とを備えると共に、 前記動圧増加手段は、 前記ガス供給路をバイパスして、乾燥した供給ガスを前
記燃料電池へ供給するバイパス路と、 該バイパス路の流量を制御するバイパス流量制御手段と
を有する燃料電池の駆動装置。
4. The drive device for a fuel cell according to claim 1, wherein a gas supply path for supplying a supply gas to the fuel cell, and a humidifier provided in the gas supply path for humidifying the supply gas. And a dynamic flow increasing means for bypassing the gas supply path to supply a dry supply gas to the fuel cell, and a bypass flow rate control means for controlling a flow rate of the bypass path. A fuel cell driving device having the same.
【請求項5】 電極にガスを供給してその供給ガスの化
学反応から起電力を得る単電池の集合体である電池ユニ
ットを複数備えた燃料電池の駆動装置であって、 前記電極の濡れ状態を検出する電極濡れ状態検出手段
と、 該電極濡れ状態検出手段によりいずれかの電池ユニット
に前記電極の濡れすぎの状態が検出されたとき、当該電
池ユニットの電極に供給される供給ガスの動圧を一時的
に増加させる動圧増加手段とを備えた燃料電池の駆動装
置。
5. A drive device for a fuel cell, comprising a plurality of battery units each of which is an assembly of unit cells for supplying gas to an electrode to obtain electromotive force from a chemical reaction of the supplied gas, wherein the electrode is in a wet state. And an electrode wet state detecting means for detecting the wet state of the electrode in one of the battery units when the electrode wet state detecting means detects the excessive wet state of the electrode. And a driving device for a fuel cell, which temporarily increases the dynamic pressure.
【請求項6】 請求項5記載の燃料電池の駆動装置であ
って、 前記動圧増加手段は、 前記供給ガスの動圧の増加の対象を、前記濡れすぎの電
極を備えた電池ユニットを少なくとも含む複数の電池ユ
ニットにわたるものとした手段である燃料電池の駆動装
置。
6. The fuel cell drive device according to claim 5, wherein the dynamic pressure increasing means targets the increase in the dynamic pressure of the supply gas to at least a battery unit including the electrode that is too wet. A fuel cell drive, which is a means including a plurality of battery units including.
【請求項7】 請求項5または6記載の燃料電池の駆動
装置であって、 前記動圧増加手段は、 前記供給ガスの動圧の増加を行なう電池ユニットが複数
にわたるとき、当該電池ユニット毎に時間的なズレをも
って前記供給ガスの動圧の増加を実行させる実行タイミ
ング決定手段を有する燃料電池の駆動装置。
7. The drive device for a fuel cell according to claim 5, wherein the dynamic pressure increasing means includes a plurality of battery units that increase the dynamic pressure of the supply gas when the battery units are provided. A drive device for a fuel cell, comprising an execution timing determining means for increasing the dynamic pressure of the supply gas with a time lag.
【請求項8】 請求項7記載の燃料電池の駆動装置であ
って、 前記動圧増加手段は、 前記供給ガスを排出する各電池ユニット毎の排出路にそ
れぞれ設けられ、該排出路中のガス圧力を調整するガス
圧調整手段と、 前記電極濡れ状態検出手段によりいずれかの電池ユニッ
トに前記電極の濡れすぎの状態が検出されたとき、当該
電池ユニットに対応した前記ガス圧調整手段を調整する
ことにより当該電池ユニットの電極に供給される供給ガ
スの動圧を一時的に増加させると共に、当該電池ユニッ
ト以外のその他の電池ユニットの内の少なくとも一つに
対応した前記ガス圧調整手段を調整することによりこれ
ら電池ユニットの電極に供給される供給ガスの動圧を一
時的に減少させる制御手段とを有する燃料電池の駆動装
置。
8. The drive device for a fuel cell according to claim 7, wherein the dynamic pressure increasing means is provided in an exhaust passage of each of the cell units for exhausting the supply gas, and the gas in the exhaust passage is exhausted. When a state in which one of the battery units is overwetted is detected by the electrode wetting state detecting unit and a gas pressure adjusting unit that adjusts the pressure, the gas pressure adjusting unit corresponding to the battery unit is adjusted. This temporarily increases the dynamic pressure of the supply gas supplied to the electrode of the battery unit, and adjusts the gas pressure adjusting means corresponding to at least one of the other battery units other than the battery unit. A drive device for a fuel cell having a control means for temporarily reducing the dynamic pressure of the supply gas supplied to the electrodes of these cell units.
【請求項9】 前記電極がカソードである請求項1ない
し8のいずれか記載の燃料電池の駆動装置。
9. The drive device for a fuel cell according to claim 1, wherein the electrode is a cathode.
【請求項10】 請求項1ないし9のいずれか記載の燃
料電池の駆動装置であって、 前記燃料電池は、 前記電極表面に接して該電極にガスを供給する溝部を備
え、該溝部の内面を撥水処理したものである燃料電池の
駆動装置。
10. The drive device for a fuel cell according to claim 1, wherein the fuel cell includes a groove portion that is in contact with the electrode surface and supplies gas to the electrode, and an inner surface of the groove portion. A water-repellent fuel cell drive device.
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Cited By (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0867963A2 (en) * 1997-03-25 1998-09-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte fuel cell
WO1999028985A1 (en) * 1997-12-01 1999-06-10 Ballard Power Systems Inc. Method and apparatus for distributing water to an ion-exchange membrane in a fuel cell
JP2002075416A (en) * 2000-08-24 2002-03-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fuel cell device and operation method of fuel cell device
JP2002246053A (en) * 2001-02-13 2002-08-30 Denso Corp Fuel cell system
JP2002305017A (en) * 2001-04-03 2002-10-18 Honda Motor Co Ltd Residual water discharging device and residual water discharging method of fuel cell
JP2002313387A (en) * 2001-04-06 2002-10-25 Honda Motor Co Ltd Fuel cell warm-up device
EP1262361A2 (en) * 2001-05-29 2002-12-04 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control device for a fuel cell
JP2003068341A (en) * 2001-08-24 2003-03-07 Sanki Eng Co Ltd Gas supply apparatus and inspection system
JP2003068340A (en) * 2001-08-24 2003-03-07 Sanki Eng Co Ltd Gas supply apparatus and inspection system
JP2003510786A (en) * 1999-09-27 2003-03-18 バラード パワー システムズ インコーポレイティド How to improve the cold start capability of electrochemical fuel cells
JP2003173807A (en) * 2001-12-05 2003-06-20 Nissan Motor Co Ltd Controller for fuel cell system
US6632552B2 (en) 2000-02-18 2003-10-14 Nissan Motor Co., Ltd. Water purge fuel cell system and method
WO2003090305A1 (en) * 2002-04-19 2003-10-30 Sony Corporation Formation water treating system and formation water treating method, and power generator
JP2004119052A (en) * 2002-09-24 2004-04-15 Toyota Motor Corp Fuel cell system
JP2004273347A (en) * 2003-03-11 2004-09-30 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system and its warming-up method
JP2004281421A (en) * 2004-07-08 2004-10-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid polymer fuel cell system, and information recording medium storing program of the same
WO2004102718A1 (en) * 2003-05-16 2004-11-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control of operation of fuel cell system
JP2005521221A (en) * 2002-03-20 2005-07-14 ユーティーシー フューエル セルズ,エルエルシー Performance recovery method for PEM fuel cell
US6921598B2 (en) 2000-03-07 2005-07-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte fuel cell and method of manufacturing the same
JP2005302571A (en) * 2004-04-13 2005-10-27 Toyota Motor Corp Control unit of fuel cell
JP2006024484A (en) * 2004-07-09 2006-01-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fuel cell and its operation method
JP2006196262A (en) * 2005-01-12 2006-07-27 Denso Corp Fuel cell system
JP2006236843A (en) * 2005-02-25 2006-09-07 Toyota Motor Corp Dissolution of flooding in fuel cell system
JP2006236917A (en) * 2005-02-28 2006-09-07 Toyota Motor Corp Fuel cell system
WO2006095606A1 (en) * 2005-03-09 2006-09-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
WO2006104246A1 (en) * 2005-03-29 2006-10-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2007005171A (en) * 2005-06-24 2007-01-11 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
WO2007004718A1 (en) * 2005-06-30 2007-01-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2007012453A (en) * 2005-06-30 2007-01-18 Equos Research Co Ltd Fuel cell system and abnormality determination processing method
JP2007027149A (en) * 2006-11-06 2007-02-01 Nissan Motor Co Ltd Control device of fuel cell system
WO2007020882A1 (en) * 2005-08-18 2007-02-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system and fuel cell system operating method
US7195831B2 (en) 2001-11-01 2007-03-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell and method of controlling the same
JP2007115588A (en) * 2005-10-21 2007-05-10 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Operation switching method of reversible cell stack
WO2008007690A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
WO2008050882A1 (en) * 2006-10-23 2008-05-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
WO2008078554A1 (en) * 2006-12-27 2008-07-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2008235027A (en) * 2007-03-20 2008-10-02 Toyota Motor Corp Fuel cell system
JP2008282674A (en) * 2007-05-10 2008-11-20 Toyota Motor Corp Fuel cell system
JP2008282675A (en) * 2007-05-10 2008-11-20 Toyota Motor Corp Fuel cell system
JP2008282658A (en) * 2007-05-10 2008-11-20 Toyota Motor Corp Fuel cell system
WO2009060706A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2009140621A (en) * 2007-12-03 2009-06-25 Toyota Motor Corp Fuel cell system
WO2009081693A1 (en) * 2007-12-26 2009-07-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel battery system
US7687169B2 (en) 2003-10-06 2010-03-30 Honda Motor Co., Ltd. Stop method for fuel cell system
JP2010097950A (en) * 2009-12-22 2010-04-30 Toyota Motor Corp Control device of fuel cell and fuel cell system
US7887965B2 (en) 2001-04-06 2011-02-15 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Warm-up apparatus for fuel cell
JP2011096554A (en) * 2009-10-30 2011-05-12 Yamaha Motor Co Ltd Fuel cell system and transportation apparatus having the same
WO2011086603A1 (en) * 2010-01-15 2011-07-21 トヨタ自動車株式会社 Gas supplying equipment
JP2011171313A (en) * 2011-06-06 2011-09-01 Toyota Motor Corp Fuel battery system
WO2011138654A1 (en) 2010-05-07 2011-11-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system with calculation of liquid water volume
JP2011528845A (en) * 2008-07-23 2011-11-24 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト Humidifier for humidifying fluid in fuel cell system
WO2012035974A1 (en) * 2010-09-17 2012-03-22 日産自動車株式会社 Fuel cell system
US8158298B2 (en) 2005-07-27 2012-04-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
WO2012157184A1 (en) * 2011-05-13 2012-11-22 パナソニック株式会社 Fuel cell system
JP2013196782A (en) * 2012-03-15 2013-09-30 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
US8658322B2 (en) 2005-03-09 2014-02-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
US8741496B2 (en) 2007-04-04 2014-06-03 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell system with dilution and purge control and control method thereof
JP2014186859A (en) * 2013-03-22 2014-10-02 Honda Motor Co Ltd Fuel cell stack and operational method using the same
US8932775B2 (en) 2010-05-28 2015-01-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method and apparatus for controlling the operation of a fuel cell
US9368818B2 (en) 2012-12-07 2016-06-14 Honda Motor Co., Ltd. Humidification control method for fuel cell
US10205185B2 (en) 2016-02-29 2019-02-12 Honda Motor Co., Ltd. Method for controlling fuel cell system
US10249892B2 (en) 2016-04-20 2019-04-02 Hyundai Motor Company Power distribution method and system for fuel cell vehicle
US10333161B2 (en) 2016-02-23 2019-06-25 Honda Motor Co., Ltd. Low-temperature startup method for fuel cell system
US10461349B2 (en) 2016-02-26 2019-10-29 Honda Motor Co., Ltd. Method for controlling fuel cell system
US10804553B2 (en) 2016-11-21 2020-10-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
CN113258100A (en) * 2021-06-25 2021-08-13 北京亿华通科技股份有限公司 Fuel cell system and anode hydrogen concentration evaluation method thereof

Cited By (106)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1677379A1 (en) * 1997-03-25 2006-07-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte fuel cell
EP0867963A2 (en) * 1997-03-25 1998-09-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte fuel cell
EP0867963A3 (en) * 1997-03-25 2002-09-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte fuel cell
WO1999028985A1 (en) * 1997-12-01 1999-06-10 Ballard Power Systems Inc. Method and apparatus for distributing water to an ion-exchange membrane in a fuel cell
JP2003510786A (en) * 1999-09-27 2003-03-18 バラード パワー システムズ インコーポレイティド How to improve the cold start capability of electrochemical fuel cells
US6632552B2 (en) 2000-02-18 2003-10-14 Nissan Motor Co., Ltd. Water purge fuel cell system and method
US6921598B2 (en) 2000-03-07 2005-07-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte fuel cell and method of manufacturing the same
JP4672120B2 (en) * 2000-08-24 2011-04-20 三菱重工業株式会社 Fuel cell device and method of operating fuel cell device.
JP2002075416A (en) * 2000-08-24 2002-03-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fuel cell device and operation method of fuel cell device
JP2002246053A (en) * 2001-02-13 2002-08-30 Denso Corp Fuel cell system
JP2002305017A (en) * 2001-04-03 2002-10-18 Honda Motor Co Ltd Residual water discharging device and residual water discharging method of fuel cell
JP2002313387A (en) * 2001-04-06 2002-10-25 Honda Motor Co Ltd Fuel cell warm-up device
US7887965B2 (en) 2001-04-06 2011-02-15 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Warm-up apparatus for fuel cell
EP1262361A2 (en) * 2001-05-29 2002-12-04 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control device for a fuel cell
EP1262361A3 (en) * 2001-05-29 2007-01-17 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control device for a fuel cell
JP2003068341A (en) * 2001-08-24 2003-03-07 Sanki Eng Co Ltd Gas supply apparatus and inspection system
JP2003068340A (en) * 2001-08-24 2003-03-07 Sanki Eng Co Ltd Gas supply apparatus and inspection system
US7195831B2 (en) 2001-11-01 2007-03-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell and method of controlling the same
JP2003173807A (en) * 2001-12-05 2003-06-20 Nissan Motor Co Ltd Controller for fuel cell system
JP2005521221A (en) * 2002-03-20 2005-07-14 ユーティーシー フューエル セルズ,エルエルシー Performance recovery method for PEM fuel cell
US7816043B2 (en) 2002-04-19 2010-10-19 Sony Corporation Water disposal system, method of disposing water, and power generation apparatus
WO2003090305A1 (en) * 2002-04-19 2003-10-30 Sony Corporation Formation water treating system and formation water treating method, and power generator
JP2004241363A (en) * 2002-04-19 2004-08-26 Sony Corp System and method for treating formation water and power generator
JP2004119052A (en) * 2002-09-24 2004-04-15 Toyota Motor Corp Fuel cell system
JP4546703B2 (en) * 2003-03-11 2010-09-15 本田技研工業株式会社 Fuel cell system and warm-up method thereof
JP2004273347A (en) * 2003-03-11 2004-09-30 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system and its warming-up method
WO2004102718A1 (en) * 2003-05-16 2004-11-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control of operation of fuel cell system
CN100382372C (en) * 2003-05-16 2008-04-16 丰田自动车株式会社 Operation control of a fuel cell system
DE112004000827B4 (en) * 2003-05-16 2019-12-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha A fuel cell system having a fuel cell, an exhaust gas pressure adjusting mechanism, and a pressure control unit and operation control method of a fuel cell
JP2004342473A (en) * 2003-05-16 2004-12-02 Toyota Motor Corp Operation control of fuel cell system
US7943264B2 (en) 2003-05-16 2011-05-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Operation control of a fuel cell system
US7687169B2 (en) 2003-10-06 2010-03-30 Honda Motor Co., Ltd. Stop method for fuel cell system
US7875399B2 (en) 2003-10-06 2011-01-25 Honda Motor Co., Ltd. Stop method for fuel cell system
JP2005302571A (en) * 2004-04-13 2005-10-27 Toyota Motor Corp Control unit of fuel cell
JP4626176B2 (en) * 2004-04-13 2011-02-02 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell control device
JP2004281421A (en) * 2004-07-08 2004-10-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid polymer fuel cell system, and information recording medium storing program of the same
JP2006024484A (en) * 2004-07-09 2006-01-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fuel cell and its operation method
JP4737951B2 (en) * 2004-07-09 2011-08-03 三菱重工業株式会社 Fuel cell and operation method thereof
JP4654687B2 (en) * 2005-01-12 2011-03-23 株式会社デンソー Fuel cell system
JP2006196262A (en) * 2005-01-12 2006-07-27 Denso Corp Fuel cell system
JP2006236843A (en) * 2005-02-25 2006-09-07 Toyota Motor Corp Dissolution of flooding in fuel cell system
JP2006236917A (en) * 2005-02-28 2006-09-07 Toyota Motor Corp Fuel cell system
US8658322B2 (en) 2005-03-09 2014-02-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
WO2006095606A1 (en) * 2005-03-09 2006-09-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2006252864A (en) * 2005-03-09 2006-09-21 Toyota Motor Corp Fuel cell system
WO2006104246A1 (en) * 2005-03-29 2006-10-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2007005171A (en) * 2005-06-24 2007-01-11 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
US8263275B2 (en) 2005-06-30 2012-09-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system having a control unit for measuring impedance
JP2007012418A (en) * 2005-06-30 2007-01-18 Toyota Motor Corp Fuel cell system
US8241802B2 (en) 2005-06-30 2012-08-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system with constantly accurate impedance measurement
WO2007004718A1 (en) * 2005-06-30 2007-01-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2007012453A (en) * 2005-06-30 2007-01-18 Equos Research Co Ltd Fuel cell system and abnormality determination processing method
US8158298B2 (en) 2005-07-27 2012-04-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
WO2007020882A1 (en) * 2005-08-18 2007-02-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system and fuel cell system operating method
JP2007053013A (en) * 2005-08-18 2007-03-01 Toyota Motor Corp Fuel cell system and operation method of fuel cell system
KR100985164B1 (en) * 2005-08-18 2010-10-05 도요타 지도샤(주) Fuel cell system and fuel cell system operating method
JP2007115588A (en) * 2005-10-21 2007-05-10 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Operation switching method of reversible cell stack
JP5136415B2 (en) * 2006-07-14 2013-02-06 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
WO2008007690A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
WO2008050882A1 (en) * 2006-10-23 2008-05-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
US8216730B2 (en) 2006-10-23 2012-07-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2008108434A (en) * 2006-10-23 2008-05-08 Toyota Motor Corp Fuel cell system
JP2007027149A (en) * 2006-11-06 2007-02-01 Nissan Motor Co Ltd Control device of fuel cell system
KR101109716B1 (en) * 2006-12-27 2012-02-09 도요타 지도샤(주) Fuel cell system
US20100323260A1 (en) * 2006-12-27 2010-12-23 Tomonori Imamura Fuel cell system
JP2008166018A (en) * 2006-12-27 2008-07-17 Toyota Motor Corp Fuel cell system
US8221925B2 (en) 2006-12-27 2012-07-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system for impedance measurement and scavenging processing
WO2008078554A1 (en) * 2006-12-27 2008-07-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2008235027A (en) * 2007-03-20 2008-10-02 Toyota Motor Corp Fuel cell system
US8741496B2 (en) 2007-04-04 2014-06-03 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell system with dilution and purge control and control method thereof
JP2008282675A (en) * 2007-05-10 2008-11-20 Toyota Motor Corp Fuel cell system
WO2008142973A1 (en) * 2007-05-10 2008-11-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2008282674A (en) * 2007-05-10 2008-11-20 Toyota Motor Corp Fuel cell system
US8053123B2 (en) 2007-05-10 2011-11-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system with a scavenging device and AC impedance measuring unit
US8420268B2 (en) 2007-05-10 2013-04-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2008282658A (en) * 2007-05-10 2008-11-20 Toyota Motor Corp Fuel cell system
WO2008142972A1 (en) * 2007-05-10 2008-11-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
WO2009060706A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2009140621A (en) * 2007-12-03 2009-06-25 Toyota Motor Corp Fuel cell system
US8088524B2 (en) 2007-12-26 2012-01-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel battery system
JP2009158248A (en) * 2007-12-26 2009-07-16 Toyota Motor Corp Fuel cell system
WO2009081693A1 (en) * 2007-12-26 2009-07-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel battery system
US8968944B2 (en) 2008-07-23 2015-03-03 Daimler Ag Humidifier device for humidifying a fluid in a fuel cell system
JP2011528845A (en) * 2008-07-23 2011-11-24 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト Humidifier for humidifying fluid in fuel cell system
JP2011096554A (en) * 2009-10-30 2011-05-12 Yamaha Motor Co Ltd Fuel cell system and transportation apparatus having the same
JP2010097950A (en) * 2009-12-22 2010-04-30 Toyota Motor Corp Control device of fuel cell and fuel cell system
WO2011086603A1 (en) * 2010-01-15 2011-07-21 トヨタ自動車株式会社 Gas supplying equipment
US8524407B2 (en) 2010-01-15 2013-09-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Gas supply device
JP5278561B2 (en) * 2010-01-15 2013-09-04 トヨタ自動車株式会社 Gas supply device
US9444115B2 (en) 2010-05-07 2016-09-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system with calculation of liquid water volume
DE112011101590T5 (en) 2010-05-07 2013-03-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha The fuel cell system
WO2011138654A1 (en) 2010-05-07 2011-11-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system with calculation of liquid water volume
DE112011101590B4 (en) * 2010-05-07 2015-02-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system and control method for the fuel cell system
US8932775B2 (en) 2010-05-28 2015-01-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method and apparatus for controlling the operation of a fuel cell
WO2012035974A1 (en) * 2010-09-17 2012-03-22 日産自動車株式会社 Fuel cell system
WO2012157184A1 (en) * 2011-05-13 2012-11-22 パナソニック株式会社 Fuel cell system
JP2011171313A (en) * 2011-06-06 2011-09-01 Toyota Motor Corp Fuel battery system
JP2013196782A (en) * 2012-03-15 2013-09-30 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
US9368818B2 (en) 2012-12-07 2016-06-14 Honda Motor Co., Ltd. Humidification control method for fuel cell
JP2014186859A (en) * 2013-03-22 2014-10-02 Honda Motor Co Ltd Fuel cell stack and operational method using the same
US10333161B2 (en) 2016-02-23 2019-06-25 Honda Motor Co., Ltd. Low-temperature startup method for fuel cell system
US10461349B2 (en) 2016-02-26 2019-10-29 Honda Motor Co., Ltd. Method for controlling fuel cell system
US10205185B2 (en) 2016-02-29 2019-02-12 Honda Motor Co., Ltd. Method for controlling fuel cell system
US10249892B2 (en) 2016-04-20 2019-04-02 Hyundai Motor Company Power distribution method and system for fuel cell vehicle
US10804553B2 (en) 2016-11-21 2020-10-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
CN113258100A (en) * 2021-06-25 2021-08-13 北京亿华通科技股份有限公司 Fuel cell system and anode hydrogen concentration evaluation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP3509168B2 (en) 2004-03-22

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