JPH0795450B2 - 燃料電池の起動方法 - Google Patents
燃料電池の起動方法Info
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- JPH0795450B2 JPH0795450B2 JP62205563A JP20556387A JPH0795450B2 JP H0795450 B2 JPH0795450 B2 JP H0795450B2 JP 62205563 A JP62205563 A JP 62205563A JP 20556387 A JP20556387 A JP 20556387A JP H0795450 B2 JPH0795450 B2 JP H0795450B2
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- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は小型りん酸燃料電池の起動方法に係り、詳しく
は電池を短時間で規定作動温度迄昇温する方法に関する
ものである。
は電池を短時間で規定作動温度迄昇温する方法に関する
ものである。
（ロ） 従来の技術 一般に電池起動時の昇温は、バーナーの排ガスをブロワ
によって電池の冷却系及び反応空気系へ循環供給し、電
池が所定温度に達すると電池反応による昇温（負荷昇
温）を開始して規定作動温度迄昇温する方法で行はれて
いた。しかしこの方法では電池の上下端板に近いセルの
昇温の遅れが大きくこの部分のセル温度が低いため、負
荷電流を大きくできず負荷昇温による電池昇温が有効に
行はれない。その結果電池の起動時間が長くなると云う
問題があった。
によって電池の冷却系及び反応空気系へ循環供給し、電
池が所定温度に達すると電池反応による昇温（負荷昇
温）を開始して規定作動温度迄昇温する方法で行はれて
いた。しかしこの方法では電池の上下端板に近いセルの
昇温の遅れが大きくこの部分のセル温度が低いため、負
荷電流を大きくできず負荷昇温による電池昇温が有効に
行はれない。その結果電池の起動時間が長くなると云う
問題があった。
（ハ） 目的 本発明は前記問題点を解消し電池の起動時間を短縮化す
るものである。
るものである。
（ニ） 構成 この発明はメタノールリフオーマで生成した燃料ガスを
過剰空気と共に昇温用バーナーで燃焼してこの燃焼ガス
を電池に供給し、電池温度が所定の第１値に上昇後、前
記燃料ガスを電池に供給して反応熱による昇温（負荷昇
温）を開始すると共に、前記リフオーマの生成燃料ガス
に代え電池排燃料ガスの前記昇温用バーナーでの燃焼ガ
スで電池の昇温を継続し、且前記電池の出力で電池上下
端部に設置したヒーターに通電し、電池温度が前記第１
値より高い所定の第２値に上昇したとき昇温用バーナー
の燃焼を停止し、ひきつゞき前記負荷昇温により電池の
規定作動温度に上昇せしめることを特徴とする燃料電池
の起動方法。
過剰空気と共に昇温用バーナーで燃焼してこの燃焼ガス
を電池に供給し、電池温度が所定の第１値に上昇後、前
記燃料ガスを電池に供給して反応熱による昇温（負荷昇
温）を開始すると共に、前記リフオーマの生成燃料ガス
に代え電池排燃料ガスの前記昇温用バーナーでの燃焼ガ
スで電池の昇温を継続し、且前記電池の出力で電池上下
端部に設置したヒーターに通電し、電池温度が前記第１
値より高い所定の第２値に上昇したとき昇温用バーナー
の燃焼を停止し、ひきつゞき前記負荷昇温により電池の
規定作動温度に上昇せしめることを特徴とする燃料電池
の起動方法。
（ホ） 実 施 例 本発明の実施例を第１図に示す燃料電池システムにもと
づいて説明する。
づいて説明する。
燃料タンク（１）内のメタノールと水の混合液は、ポン
プ（２）によってリフオーマ（RF）のバーナー（３）及
び気化改質部（４）に供給される。リフオーマ（RF）で
生成する燃料ガスは電磁弁（５）−起動時開−より昇温
用バーナー（６）に送られて過剰の吸入空気で燃焼し、
その燃焼ガスをブロワ（７）で電池（FC）のセルスタッ
ク冷却系及び反応空気系に供給し、電池からの排ガスの
一部を排気ダンパ（８）より外部に排出し、他部を前記
燃焼ガスと共に循環することで電池を昇温する。この場
合循環ガスの電池入口温度は約200℃、出口温度は初期
約100℃である。
プ（２）によってリフオーマ（RF）のバーナー（３）及
び気化改質部（４）に供給される。リフオーマ（RF）で
生成する燃料ガスは電磁弁（５）−起動時開−より昇温
用バーナー（６）に送られて過剰の吸入空気で燃焼し、
その燃焼ガスをブロワ（７）で電池（FC）のセルスタッ
ク冷却系及び反応空気系に供給し、電池からの排ガスの
一部を排気ダンパ（８）より外部に排出し、他部を前記
燃焼ガスと共に循環することで電池を昇温する。この場
合循環ガスの電池入口温度は約200℃、出口温度は初期
約100℃である。
電池温度が40〜50℃（所定の第１値）に達すると、電磁
弁（５）を閉じると同時に電磁弁（９）を開き、改質ガ
ス（燃料ガス）を電池（FC）の燃料系に供給する。かく
て、循環ガス中の空気と燃料ガスにより電池反応が行は
れ、その反応熱による昇温（負荷昇温）を開始する。こ
れと同時に電磁弁（10）を開き電池（FC）からの燃料排
ガスがリフオーマ（RF）の改質ガスに代って昇温用バー
ナー（６）で燃焼され、前記と同様循環ガスでひきつゞ
き電池昇温を行う。
弁（５）を閉じると同時に電磁弁（９）を開き、改質ガ
ス（燃料ガス）を電池（FC）の燃料系に供給する。かく
て、循環ガス中の空気と燃料ガスにより電池反応が行は
れ、その反応熱による昇温（負荷昇温）を開始する。こ
れと同時に電磁弁（10）を開き電池（FC）からの燃料排
ガスがリフオーマ（RF）の改質ガスに代って昇温用バー
ナー（６）で燃焼され、前記と同様循環ガスでひきつゞ
き電池昇温を行う。
40〜50℃の電池温度で電池定格出力の10％程度が得ら
れ、しかも電池温度の上昇と共に出力も上るので、これ
を第２図及び第３図に示すよう電池（FC）のセルスタッ
ク上下端板（11）内に設置したシリコンラバーヒーター
（12）へ供給し、端板部を加熱することにより上下端部
セル温度も上昇し、中央部セルとの温度差が序々になく
なっていく。シリコンラバーヒーター（12）は発熱線を
シリコンラバーで被覆したもので、上下端板（11）の内
側に座ぐりし、各２枚設置している。ヒーターは１枚当
り200Wでヒーター端子（12）′は端板（11）を貫通して
外部に取り出す。
れ、しかも電池温度の上昇と共に出力も上るので、これ
を第２図及び第３図に示すよう電池（FC）のセルスタッ
ク上下端板（11）内に設置したシリコンラバーヒーター
（12）へ供給し、端板部を加熱することにより上下端部
セル温度も上昇し、中央部セルとの温度差が序々になく
なっていく。シリコンラバーヒーター（12）は発熱線を
シリコンラバーで被覆したもので、上下端板（11）の内
側に座ぐりし、各２枚設置している。ヒーターは１枚当
り200Wでヒーター端子（12）′は端板（11）を貫通して
外部に取り出す。
図中（13）は集電板（14）より導出した電池端子、（1
5）は耐熱絶縁板である。
5）は耐熱絶縁板である。
第４図はスタック中のセル温度分布を示す図で、前記ヒ
ーター（12）のない場合（実線）上下部セルの温度が低
くなるに対し、ヒーター（12）を設置した場合（一点鎖
線）温度分布が著しく改善されている。
ーター（12）のない場合（実線）上下部セルの温度が低
くなるに対し、ヒーター（12）を設置した場合（一点鎖
線）温度分布が著しく改善されている。
電池温度が約100℃程度に上昇すると電磁弁（10）を閉
じて燃料排ガスの昇温用バーナー（６）への供給を停止
すると共にバーナー（６）の空気吸込口を塞ぐ。これ以
降は負荷昇温のみで電池（FC）の規定作動温度まで昇温
するが、この場合循環空気の酸素分圧を補償するため、
吸気弁（15）を開いて排気ダンパ（８）の調整により外
部新鮮空気の吸気量を制御する。この負荷昇温時電池の
出力をヒーター（12）に通電してセルスタックの上下温
度分布を均一化する。
じて燃料排ガスの昇温用バーナー（６）への供給を停止
すると共にバーナー（６）の空気吸込口を塞ぐ。これ以
降は負荷昇温のみで電池（FC）の規定作動温度まで昇温
するが、この場合循環空気の酸素分圧を補償するため、
吸気弁（15）を開いて排気ダンパ（８）の調整により外
部新鮮空気の吸気量を制御する。この負荷昇温時電池の
出力をヒーター（12）に通電してセルスタックの上下温
度分布を均一化する。
第５図は電池温度が起動前−20℃（外気温）にある場合
の電池昇温状態を示す図で、（Ａ）はヒーター（12）の
なり従来法の場合、（Ｂ）は、本発明法の場合を示す。
この図で→の時点で負荷昇温を開始するが、それ以後
（Ａ）（Ｂ）の昇温速度に顕著な差が見られる。その理
由は第４図に見られるよう上下ヒーター（12）の働きで
セルスタックの温度分布が良好となり、負荷電流を大き
くとることができて負荷昇温が効率的に行はれるためで
ある。
の電池昇温状態を示す図で、（Ａ）はヒーター（12）の
なり従来法の場合、（Ｂ）は、本発明法の場合を示す。
この図で→の時点で負荷昇温を開始するが、それ以後
（Ａ）（Ｂ）の昇温速度に顕著な差が見られる。その理
由は第４図に見られるよう上下ヒーター（12）の働きで
セルスタックの温度分布が良好となり、負荷電流を大き
くとることができて負荷昇温が効率的に行はれるためで
ある。
この第４図から規定作動温度（約180℃）に達するまで
の起動時間は、本発明法が約28分であるに対し、従来法
は約50分もかゝることがわかる。
の起動時間は、本発明法が約28分であるに対し、従来法
は約50分もかゝることがわかる。
（ヘ） 発明の効果 本発明にによれば電池温度が40〜50℃に昇温すれば負荷
昇温に入り、その負荷として電池の上下部ヒーターに通
電するので、電池の上下セル温度分布が均一化されて負
荷昇温が効率的に行はれると共に昇温用バーナーは始動
時リフオーマで生成した改質ガスを燃焼するので、燃焼
ガス温度が高くなり、電池の燃焼ガスによる昇温が速く
なるなどの特長を有し、電池が規定作動温度にまで昇温
する時間を従来法に比し、著しく短縮することができ
る。
昇温に入り、その負荷として電池の上下部ヒーターに通
電するので、電池の上下セル温度分布が均一化されて負
荷昇温が効率的に行はれると共に昇温用バーナーは始動
時リフオーマで生成した改質ガスを燃焼するので、燃焼
ガス温度が高くなり、電池の燃焼ガスによる昇温が速く
なるなどの特長を有し、電池が規定作動温度にまで昇温
する時間を従来法に比し、著しく短縮することができ
る。
従って本発明法は氷点以下の寒冷地で使用される小型り
ん酸燃料電池の電源装置に好適するものである。
ん酸燃料電池の電源装置に好適するものである。
第１図は本発明法を説明するための燃料電池のシステム
フロー図、第２図は端板部のヒーター設置状態を示す電
池の要部斜面図、第３図は同じく要部断面図、第４図は
電池の上下セルに亘る温度分布を示す特性図、第５図は
電池温度と昇温時間との関係を示す特性図である。 RF:リフオーマ、FC:電池、1:燃料タンク、6:昇温用バー
ナー、8:排気ダンパ、11:電池端板、12:ヒーター、15:
吸気弁。
フロー図、第２図は端板部のヒーター設置状態を示す電
池の要部斜面図、第３図は同じく要部断面図、第４図は
電池の上下セルに亘る温度分布を示す特性図、第５図は
電池温度と昇温時間との関係を示す特性図である。 RF:リフオーマ、FC:電池、1:燃料タンク、6:昇温用バー
ナー、8:排気ダンパ、11:電池端板、12:ヒーター、15:
吸気弁。
フロントページの続き (72)発明者 小柴 孝 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 小田 貴史 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−154472（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】リフオーマで生成した燃料ガスを過剰空気
と共に昇温用バーナーで燃焼してこの燃焼ガスを電池に
循環供給し、電池温度が所定の第１値に上昇後、前期燃
料ガスを電池に供給して電池反応による昇温（負荷昇
温）を開始すると共に、前記リフオーマで生成した燃料
ガスに代え電池の排燃料ガスを前記昇温用バーナーで燃
焼して燃焼ガスによる昇温を継続し、且前記電池の出力
で電池上下端部に設置したヒーターに通電し、電池温度
が前記第１値より高い所定の第２値に上昇したとき昇温
用バーナーの燃焼を停止し、ひきつゞき前記負荷昇温に
より電池を規定作動温度に上昇せしめることを特徴とす
る燃料電池の起動方法。 - 【請求項２】前記所定の第１値は40〜50℃、前記第２値
は100〜120℃であり、前記規定作動温度は180〜200℃で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料
電池の起動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62205563A JPH0795450B2 (ja) | 1987-08-19 | 1987-08-19 | 燃料電池の起動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62205563A JPH0795450B2 (ja) | 1987-08-19 | 1987-08-19 | 燃料電池の起動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6448379A JPS6448379A (en) | 1989-02-22 |
| JPH0795450B2 true JPH0795450B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=16508966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62205563A Expired - Fee Related JPH0795450B2 (ja) | 1987-08-19 | 1987-08-19 | 燃料電池の起動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0795450B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0433383Y2 (ja) * | 1985-12-27 | 1992-08-11 | ||
| JP4843147B2 (ja) * | 2000-05-30 | 2011-12-21 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池暖機システム |
| US7056609B2 (en) * | 2003-03-25 | 2006-06-06 | Utc Fuel Cells, L.L.C. | System and method for starting a fuel cell stack assembly at sub-freezing temperature |
| JP5052765B2 (ja) * | 2005-05-31 | 2012-10-17 | 株式会社Ｅｎｅｏｓセルテック | 燃料電池システム |
-
1987
- 1987-08-19 JP JP62205563A patent/JPH0795450B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6448379A (en) | 1989-02-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |