JPH11273700A - 燃料セルの溢れ状態の検出及び修正を行うシステム及び方法 - Google Patents
燃料セルの溢れ状態の検出及び修正を行うシステム及び方法Info
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- JPH11273700A JPH11273700A JP11033007A JP3300799A JPH11273700A JP H11273700 A JPH11273700 A JP H11273700A JP 11033007 A JP11033007 A JP 11033007A JP 3300799 A JP3300799 A JP 3300799A JP H11273700 A JPH11273700 A JP H11273700A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料セル内に発生する溢れ状態を検出し修正
することによって、スタックの性能を高水準に維持す
る。 【解決手段】 Ｈ2及びＯ2のＰＥＭ燃料セルを、該セル
の溢れ状態を検出し修正するために監視する方法及び装
置である。ある与えられたＨ2及びＯ2の流れ場に亘る圧
力降下が監視され、受容不可能なレベルを示す所定の閾
値と比較される。圧力降下量が受容不可能の閾値を超え
た場合、修正処置が自動的に開始される。
することによって、スタックの性能を高水準に維持す
る。 【解決手段】 Ｈ2及びＯ2のＰＥＭ燃料セルを、該セル
の溢れ状態を検出し修正するために監視する方法及び装
置である。ある与えられたＨ2及びＯ2の流れ場に亘る圧
力降下が監視され、受容不可能なレベルを示す所定の閾
値と比較される。圧力降下量が受容不可能の閾値を超え
た場合、修正処置が自動的に開始される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溢れ状態を検出し
修正するためＰＥＭ燃料セルのスタックを監視する方法
及び装置に関する。アメリカ合衆国政府は、米国エネル
ギー省により授与された契約Ｎｏ．ＤＥ−ＡＣ０２−９
０ＣＨ１０４３５に従って本発明の権利を有する。
修正するためＰＥＭ燃料セルのスタックを監視する方法
及び装置に関する。アメリカ合衆国政府は、米国エネル
ギー省により授与された契約Ｎｏ．ＤＥ−ＡＣ０２−９
０ＣＨ１０４３５に従って本発明の権利を有する。
【０００２】
【従来技術】ＰＥＭ（即ち、陽子交換膜）燃料セル〔別
称ＳＰＥ（固体ポリマー電解液）燃料セル）〕は、当該
技術分野で周知であり、その両表面の一方の面に設けら
れた陽極と他方の面に設けられた陰極とを有する薄い陽
子移動性の固体ポリマーの膜電解質を含む「膜電極アセ
ンブリ」を備えている。この膜電極アセンブリ〔別称Ｍ
ＥＡ〕は、一対の電気伝導性要素の間に挟まれている。
これらの電気伝導性要素は、（１）陽極及び陰極用の電
流収集手段として機能し、（２）陽極及び陰極の各表面
に、燃料セルのガス反応物であるＨ2及びＯ2（例えば空
気）を分配するため該要素の間に複数の流路を備えてい
る。各々の反応物用の流路は、その反応物用の「流れ
場」（例えばＨ2流れ場）として、しばしば言及され
る。複数の個々の燃料セルは、共に一緒に束ねられてＰ
ＥＭ燃料セルスタックを形成し、このスタックは、とり
わけ、例えば改質器、シフト反応装置、燃焼室、圧縮
器、温度調節器、燃料貯蔵器、ポンプ及びコントローラ
などの補助的装置を備えた燃料セルシステムの部分を形
成する。
称ＳＰＥ（固体ポリマー電解液）燃料セル）〕は、当該
技術分野で周知であり、その両表面の一方の面に設けら
れた陽極と他方の面に設けられた陰極とを有する薄い陽
子移動性の固体ポリマーの膜電解質を含む「膜電極アセ
ンブリ」を備えている。この膜電極アセンブリ〔別称Ｍ
ＥＡ〕は、一対の電気伝導性要素の間に挟まれている。
これらの電気伝導性要素は、（１）陽極及び陰極用の電
流収集手段として機能し、（２）陽極及び陰極の各表面
に、燃料セルのガス反応物であるＨ2及びＯ2（例えば空
気）を分配するため該要素の間に複数の流路を備えてい
る。各々の反応物用の流路は、その反応物用の「流れ
場」（例えばＨ2流れ場）として、しばしば言及され
る。複数の個々の燃料セルは、共に一緒に束ねられてＰ
ＥＭ燃料セルスタックを形成し、このスタックは、とり
わけ、例えば改質器、シフト反応装置、燃焼室、圧縮
器、温度調節器、燃料貯蔵器、ポンプ及びコントローラ
などの補助的装置を備えた燃料セルシステムの部分を形
成する。
【０００３】固体ポリマー膜は、典型的には、例えば、
高原子価フッ素化合物のスルホン酸などのイオン交換樹
脂から作られる。そのような樹脂の一つに、Ｅ．Ｉ．デ
ュポン デネマウア会社（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ
Ｎｅｍｏｕｒｓ＆ Ｃｏ）によって販売されている「Ｎ
ＡＦＩＯＮ（Ｒ）」がある。このような膜は当該技術分
野で周知であり、米国特許５，２７２，０１７号及び
３，１３４，６９７号、並びに、とりわけ「電源ジャー
ナル（Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｕｒｃｅ
ｓ）」の２９巻（１９９０年）３６７〜３８７ページに
説明されている。この膜の面上の陽極及び陰極は、典型
的には、細かく分割された炭素粒子、この炭素粒子上で
支持された非常に細かく分割された触媒粒子、及びこの
触媒及び炭素の粒子と混ざり合った陽子伝導性樹脂と、
を含む。そのような膜電極アセンブリ及び燃料セルの一
つが１９９３年１２月２１日に登録され、本発明の代理
人に譲渡された米国特許５，２７２，０１７号に説明さ
れている。
高原子価フッ素化合物のスルホン酸などのイオン交換樹
脂から作られる。そのような樹脂の一つに、Ｅ．Ｉ．デ
ュポン デネマウア会社（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ
Ｎｅｍｏｕｒｓ＆ Ｃｏ）によって販売されている「Ｎ
ＡＦＩＯＮ（Ｒ）」がある。このような膜は当該技術分
野で周知であり、米国特許５，２７２，０１７号及び
３，１３４，６９７号、並びに、とりわけ「電源ジャー
ナル（Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｕｒｃｅ
ｓ）」の２９巻（１９９０年）３６７〜３８７ページに
説明されている。この膜の面上の陽極及び陰極は、典型
的には、細かく分割された炭素粒子、この炭素粒子上で
支持された非常に細かく分割された触媒粒子、及びこの
触媒及び炭素の粒子と混ざり合った陽子伝導性樹脂と、
を含む。そのような膜電極アセンブリ及び燃料セルの一
つが１９９３年１２月２１日に登録され、本発明の代理
人に譲渡された米国特許５，２７２，０１７号に説明さ
れている。
【０００４】典型的には、燃料セルシステムは、通常の
作動条件の下でスタックへの反応物の流れ速度がスタッ
ク上での電流の要求が増大するときに増大し、且つその
逆もまた真であるように設計される。陰極（空気）に対
して、これは、スタックの電気出力に応じてシステムの
圧縮器の出力を増大したり、或いは、減少させたりする
ことによって典型的に実現される。陽極（Ｈ2）に対し
て、これはタンク−供給システム間に配置された圧力調
整装置を増やしたり、或いは、改質器−供給されたシス
テムにおける改質器への燃料供給率を減少することによ
って達成することもできる。同様に、通常の作動条件の
下では、両方の反応物の流れは、典型的にはスタックの
上流で湿らされて膜の乾燥を防止する。この点に関し、
反応物の流れは、膜又はフィルター型式の給湿器のいず
れかを通って循環されるようにしてもよく、好ましくは
適切なインジェクタの手段によってその中に水が注入さ
れるのがよい。この燃料セル反応は、膜の陰極側で水を
形成する。
作動条件の下でスタックへの反応物の流れ速度がスタッ
ク上での電流の要求が増大するときに増大し、且つその
逆もまた真であるように設計される。陰極（空気）に対
して、これは、スタックの電気出力に応じてシステムの
圧縮器の出力を増大したり、或いは、減少させたりする
ことによって典型的に実現される。陽極（Ｈ2）に対し
て、これはタンク−供給システム間に配置された圧力調
整装置を増やしたり、或いは、改質器−供給されたシス
テムにおける改質器への燃料供給率を減少することによ
って達成することもできる。同様に、通常の作動条件の
下では、両方の反応物の流れは、典型的にはスタックの
上流で湿らされて膜の乾燥を防止する。この点に関し、
反応物の流れは、膜又はフィルター型式の給湿器のいず
れかを通って循環されるようにしてもよく、好ましくは
適切なインジェクタの手段によってその中に水が注入さ
れるのがよい。この燃料セル反応は、膜の陰極側で水を
形成する。
【０００５】ＰＥＭ燃料セルスタックの性能は、セルが
Ｈ2Ｏで溢れることを含む多くの原因を減少させること
ができる。通常の作動条件下では、水は、流れている反
応物ガスによって押し流されるので、流れ場で蓄積しな
いであろう。しかしながら、時折、反応物の流れの相対
湿度が１００％を超えることがあり得、これによって水
が濃縮し液滴が形成される。これらの液滴が時間の経過
と共に成長することが許されるとき、流れ場は部分的又
は全体的に遮られるようになり（「溢れ状態（floodin
g）」として知られている）、（ａ）反応物が反応場所
に到達することが妨げられ、また（ｂ）反応水が流れ場
から排出されることが妨げられる。この結果、スタック
の性能は急激に低下し、修正処置を要するようになる。
Ｈ2Ｏで溢れることを含む多くの原因を減少させること
ができる。通常の作動条件下では、水は、流れている反
応物ガスによって押し流されるので、流れ場で蓄積しな
いであろう。しかしながら、時折、反応物の流れの相対
湿度が１００％を超えることがあり得、これによって水
が濃縮し液滴が形成される。これらの液滴が時間の経過
と共に成長することが許されるとき、流れ場は部分的又
は全体的に遮られるようになり（「溢れ状態（floodin
g）」として知られている）、（ａ）反応物が反応場所
に到達することが妨げられ、また（ｂ）反応水が流れ場
から排出されることが妨げられる。この結果、スタック
の性能は急激に低下し、修正処置を要するようになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事実に
鑑みなされたもので、燃料セル内に発生する溢れ状態を
検出し修正することによって、スタックの性能を高水準
に維持することができる、Ｈ2及びＯ2のＰＥＭ燃料セル
のスタックを含む燃料セルシステム、並びに、該システ
ムに適用される溢れ状態の監視及び修正の方法を提供す
ることを目的とする。
鑑みなされたもので、燃料セル内に発生する溢れ状態を
検出し修正することによって、スタックの性能を高水準
に維持することができる、Ｈ2及びＯ2のＰＥＭ燃料セル
のスタックを含む燃料セルシステム、並びに、該システ
ムに適用される溢れ状態の監視及び修正の方法を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、セル内に発生
し得る任意の溢れ状態を検出し修正するためＰＥＭ燃料
セルを監視する方法及び装置を意図している。修正処置
は、セルのオペレータが単に修正処置を取るようにシス
テムを変えるだけでよい。しかしながら、好ましくは、
この修正処置は、備えられたいくつかの予めプログラム
化された修正手続きを始動することによって自動的に開
始されるのがよいであろう。しかし、これに限定される
ものではない。このような修正手続きには、（１）流れ
場で水の蒸発を促進するため、いずれか一方又は両方の
反応物の流れを除湿（乾燥）させ、（２）流れ場から水
を押し流すため反応物の流量率を増加させ、（３）反応
物のガスの絶対圧力を減少させ、流れ場での水の蒸発を
促進するだけではなくガス密度を減少させ、これによっ
て同じ流量率に対してガスの速度を増加させ、流れ場に
亘る圧力降下を増加させて流れ場から水を押し流し、及
び／又は、（４）スタックから引き出される電流を一時
的に減少して水が電気化学的に生成される率を減少させ
る、各方法などがある。一般に、本発明は、（１）与え
られた電気放電率（即ち、スタックから引き出される電
流）において、燃料セルスタックの水素及び酸素のうち
いずれか一方又は両方に亘る圧力降下量を決定し、
（２）様々な電気放電率におけるほぼ同一の溢れていな
いスタックから経験的に決定された受容可能な基準圧力
降下量（即ち参照テーブルに示されたデータ）と、決定
された圧力降下量を比較し、（３）監視されているスタ
ックの測定された圧力降下量が、監視されているスタッ
クと同じ放電率に対して設定された受容不可能な圧力降
下量の所定の閾値に等しいか又は超えたとき、修正処置
を始動するための方法及び装置を意図している。
し得る任意の溢れ状態を検出し修正するためＰＥＭ燃料
セルを監視する方法及び装置を意図している。修正処置
は、セルのオペレータが単に修正処置を取るようにシス
テムを変えるだけでよい。しかしながら、好ましくは、
この修正処置は、備えられたいくつかの予めプログラム
化された修正手続きを始動することによって自動的に開
始されるのがよいであろう。しかし、これに限定される
ものではない。このような修正手続きには、（１）流れ
場で水の蒸発を促進するため、いずれか一方又は両方の
反応物の流れを除湿（乾燥）させ、（２）流れ場から水
を押し流すため反応物の流量率を増加させ、（３）反応
物のガスの絶対圧力を減少させ、流れ場での水の蒸発を
促進するだけではなくガス密度を減少させ、これによっ
て同じ流量率に対してガスの速度を増加させ、流れ場に
亘る圧力降下を増加させて流れ場から水を押し流し、及
び／又は、（４）スタックから引き出される電流を一時
的に減少して水が電気化学的に生成される率を減少させ
る、各方法などがある。一般に、本発明は、（１）与え
られた電気放電率（即ち、スタックから引き出される電
流）において、燃料セルスタックの水素及び酸素のうち
いずれか一方又は両方に亘る圧力降下量を決定し、
（２）様々な電気放電率におけるほぼ同一の溢れていな
いスタックから経験的に決定された受容可能な基準圧力
降下量（即ち参照テーブルに示されたデータ）と、決定
された圧力降下量を比較し、（３）監視されているスタ
ックの測定された圧力降下量が、監視されているスタッ
クと同じ放電率に対して設定された受容不可能な圧力降
下量の所定の閾値に等しいか又は超えたとき、修正処置
を始動するための方法及び装置を意図している。
【０００８】装置構成の観点からは、本発明は、従来か
らあるＨ2及びＯ2のＰＥＭ燃料セルのスタックを含み、
各々のセルは陽子交換膜を備え、この陽子交換膜は該膜
の各々反対側にある第１及び第２の表面に取り付けられ
た陽極及び陰極を有する。水素の流れ場は水素を陽極と
接触した状態で流すため陽極に隣接して提供されてい
る。酸素流れ場は、酸素を含むガス（例えば空気）を陰
極と接触した状態で流すため陰極に隣接して提供されて
いる。水素供給マニホルドは水素流れ場に水素を供給
し、酸素供給マニホルドは酸素流れ場に酸素を含むガス
を供給する。水素排気ガスマニホルドは水素流れ場から
水素を受け取り、酸素排気ガスマニホルドは酸素流れ場
から酸素を含むガスを受け取る。本発明によれば、ＰＥ
Ｍ燃料セルのスタックは、酸素供給マニホルドと酸素排
気マニホルドとを分かつ酸素流れ場に亘る圧力降下量を
決定するため酸素供給マニホルドと酸素排気マニホルド
とに連通する圧力降下量センサーの手段を備えている。
この圧力降下量センサーは、酸素流れ場の溢れ状態を減
少させるため修正処置の始動をトリガーする（例えば手
動修正のためオペレータに警告を発する）。好ましく
は、この燃料セルスタックは、水素供給マニホルドと水
素排気マニホルドとの間に亘る第２の圧力降下量を決定
し、同様の修正処置をトリガーするため水素供給マニホ
ルドと水素排気マニホルドと連通する第２の圧力降下量
センサー手段を備えるのがよい。この圧力降下量センサ
ー手段は、供給マニホルド及び排気マニホルド用に別個
の圧力センサーを備えてもよく、これらの圧力センサー
の出力から、供給マニホルドでの圧力Ｐ1から排気マニ
ホルドでの圧力Ｐ2を差し引くことによって圧力降下量
を演算することができる。好ましくは、圧力降下量セン
サー手段は、例えば圧電型差圧変換器（piezo-electric
differential pressure transducer）などの差圧測定
装置であるのがよいであろう。この変換器は演算を実行
する必要なしに、直接、圧力降下量ΔＰを測定する。
らあるＨ2及びＯ2のＰＥＭ燃料セルのスタックを含み、
各々のセルは陽子交換膜を備え、この陽子交換膜は該膜
の各々反対側にある第１及び第２の表面に取り付けられ
た陽極及び陰極を有する。水素の流れ場は水素を陽極と
接触した状態で流すため陽極に隣接して提供されてい
る。酸素流れ場は、酸素を含むガス（例えば空気）を陰
極と接触した状態で流すため陰極に隣接して提供されて
いる。水素供給マニホルドは水素流れ場に水素を供給
し、酸素供給マニホルドは酸素流れ場に酸素を含むガス
を供給する。水素排気ガスマニホルドは水素流れ場から
水素を受け取り、酸素排気ガスマニホルドは酸素流れ場
から酸素を含むガスを受け取る。本発明によれば、ＰＥ
Ｍ燃料セルのスタックは、酸素供給マニホルドと酸素排
気マニホルドとを分かつ酸素流れ場に亘る圧力降下量を
決定するため酸素供給マニホルドと酸素排気マニホルド
とに連通する圧力降下量センサーの手段を備えている。
この圧力降下量センサーは、酸素流れ場の溢れ状態を減
少させるため修正処置の始動をトリガーする（例えば手
動修正のためオペレータに警告を発する）。好ましく
は、この燃料セルスタックは、水素供給マニホルドと水
素排気マニホルドとの間に亘る第２の圧力降下量を決定
し、同様の修正処置をトリガーするため水素供給マニホ
ルドと水素排気マニホルドと連通する第２の圧力降下量
センサー手段を備えるのがよい。この圧力降下量センサ
ー手段は、供給マニホルド及び排気マニホルド用に別個
の圧力センサーを備えてもよく、これらの圧力センサー
の出力から、供給マニホルドでの圧力Ｐ1から排気マニ
ホルドでの圧力Ｐ2を差し引くことによって圧力降下量
を演算することができる。好ましくは、圧力降下量セン
サー手段は、例えば圧電型差圧変換器（piezo-electric
differential pressure transducer）などの差圧測定
装置であるのがよいであろう。この変換器は演算を実行
する必要なしに、直接、圧力降下量ΔＰを測定する。
【０００９】方法の観点から、本発明はＨ2及びＯ2のＰ
ＥＭ燃料セルのスタックが溢れ状態であるか否かを監視
し、溢れ状態が発生したとき修正処置をトリガーする方
法を意図している。より具体的には、圧力降下量センサ
ー手段が、スタックのある特定の放電率における酸素供
給マニホルドと酸素排気マニホルドとの間の圧力降下量
ΔＰoを決定するために使用される。次に、このΔＰ
oは、監視されるスタックの酸素流れ場とほぼ同一の酸
素流れ場を有する、溢れ状態ではない基準燃料セルのス
タックの酸素流れ場を亘る同じ放電率における圧力降下
量ΔＰRを測定することにより以前に経験的に決定され
た圧力降下量と比較される。このΔＰoが基準圧力降下
量ΔＰRを超えるレベルでスタックの設計者により設定
された受容できない圧力降下量の所定の閾値と等しいか
又は超える場合、酸素流れ場の溢れ状態を減少させるた
めの修正処置を始動するべく信号が生成される。例え
ば、受容できない酸素圧力降下量の閾値は、基準圧力降
下量ΔＰRより２０％大きく設定され得る。好ましい実
施形態では、水素流れ場を亘る圧力降下量ΔＰhを水素
用の基準圧力降下量と比較することが企図される。
ＥＭ燃料セルのスタックが溢れ状態であるか否かを監視
し、溢れ状態が発生したとき修正処置をトリガーする方
法を意図している。より具体的には、圧力降下量センサ
ー手段が、スタックのある特定の放電率における酸素供
給マニホルドと酸素排気マニホルドとの間の圧力降下量
ΔＰoを決定するために使用される。次に、このΔＰ
oは、監視されるスタックの酸素流れ場とほぼ同一の酸
素流れ場を有する、溢れ状態ではない基準燃料セルのス
タックの酸素流れ場を亘る同じ放電率における圧力降下
量ΔＰRを測定することにより以前に経験的に決定され
た圧力降下量と比較される。このΔＰoが基準圧力降下
量ΔＰRを超えるレベルでスタックの設計者により設定
された受容できない圧力降下量の所定の閾値と等しいか
又は超える場合、酸素流れ場の溢れ状態を減少させるた
めの修正処置を始動するべく信号が生成される。例え
ば、受容できない酸素圧力降下量の閾値は、基準圧力降
下量ΔＰRより２０％大きく設定され得る。好ましい実
施形態では、水素流れ場を亘る圧力降下量ΔＰhを水素
用の基準圧力降下量と比較することが企図される。
【００１０】適切な修正処置は、（１）その状況を手動
で修正するためスタックのオペレータに警告を発する処
置、（２）反応物の流量率を自動的に増加させて流れ場
に蓄積された水を対応する排気マニホルドに押し流す処
置、（３）反応物のガスの絶対圧力を自動的に減少させ
て、流れ場内の水の蒸発及び流れ場からの水の押し流し
を促進させる処置、（４）反応物のガスを自動的に除湿
（乾燥）させて流れ場内の水の蒸発を促進させる処置、
（５）スタックの放電率を自動的に減少させ、スタック
内で水が電気化学的に生成される率を減少させる処置、
（６）上記した処置の組み合わせなどを含んでいる。
で修正するためスタックのオペレータに警告を発する処
置、（２）反応物の流量率を自動的に増加させて流れ場
に蓄積された水を対応する排気マニホルドに押し流す処
置、（３）反応物のガスの絶対圧力を自動的に減少させ
て、流れ場内の水の蒸発及び流れ場からの水の押し流し
を促進させる処置、（４）反応物のガスを自動的に除湿
（乾燥）させて流れ場内の水の蒸発を促進させる処置、
（５）スタックの放電率を自動的に減少させ、スタック
内で水が電気化学的に生成される率を減少させる処置、
（６）上記した処置の組み合わせなどを含んでいる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、図面に関連付けて与え
られた以下の本発明の詳細な説明に照らし合わせて考え
られるとき、より良く理解されるであろう。
られた以下の本発明の詳細な説明に照らし合わせて考え
られるとき、より良く理解されるであろう。
【００１２】図１は、個々の燃料セル４からなるスタッ
ク２を表しており、各々のセルは、それの一方の面に陽
極１０、その反対側の面に陰極１２を備えた陽子伝導性
樹脂膜８を有する膜電極アセンブリ６を含む。陰極の流
れ場１４は、陰極１２に隣接して提供され、酸素を含む
ガス（即ち、好ましくは空気）が陰極１２と接触した状
態で陰極の側を流れる。同様に、陽極流れ場１６は、陽
極１０に隣接して提供され、水素燃料が陽極１０と接触
した状態で陽極の側を流れる。膜８は、好ましくは、Ｐ
ＥＭ燃料セルの技術分野で周知の例えば「ＮＡＦＩＯＮ
（Ｒ）」などの高原子価フッ素化合物のスルホン酸を含
むのがよい。個々のセル４は、両極性プレート１８によ
ってスタック２の隣接する次のセルから各々分離されて
おり、この両極性プレート１８は、スタック２の複数の
セル４が電気的に直列接続されている状態で１つのセル
から次のセルまで該プレートを通って直接電流が流れる
ことを許容しながら、この複数のセルのある一つを隣接
する次のセルと分離する導電体プレート（例えば金属、
炭素など）である。この両極性プレート１８は、該プレ
ート上に複数のリブ即ち隆起部（図示せず）を備えてお
り、このリブは陽極１０及び陰極１２を係合し、そこか
ら電流を集める働きをする。このリブ／隆起部は複数の
溝即ちチャンネル（図示せず）を画定し、これらの溝は
Ｏ2及びＨ2がそこを通って各々流れていく流れ場１４及
び１６を形成する。端部プレート２０及び２２がスタッ
クの端部で終わっており、スタックの端部セルに対する
陰極及び陽極の流れ場を各々画定する。陰極ガス供給マ
ニホルド２４が陰極ガス（例えば空気）を複数の陰極流
れ場１４に分配する。同様に、陽極供給マニホルド２６
が水素燃料を複数の陽極流れ場１６に分配する。水素排
気マニホルド２８は、複数の陽極流れ場１６から未使用
の水素を収集する。未消費のＨ2は、再利用又はシステ
ムの他の場所（例えばシステムが持つ燃料改質器を加熱
する火力燃焼室）で使用されるため供給マニホルド２６
に戻って再循環するようにしてもよい。同様に、陰極排
気ガスのマニホルド３０は、陰極流れ場１４から排気ガ
スを収集する。
ク２を表しており、各々のセルは、それの一方の面に陽
極１０、その反対側の面に陰極１２を備えた陽子伝導性
樹脂膜８を有する膜電極アセンブリ６を含む。陰極の流
れ場１４は、陰極１２に隣接して提供され、酸素を含む
ガス（即ち、好ましくは空気）が陰極１２と接触した状
態で陰極の側を流れる。同様に、陽極流れ場１６は、陽
極１０に隣接して提供され、水素燃料が陽極１０と接触
した状態で陽極の側を流れる。膜８は、好ましくは、Ｐ
ＥＭ燃料セルの技術分野で周知の例えば「ＮＡＦＩＯＮ
（Ｒ）」などの高原子価フッ素化合物のスルホン酸を含
むのがよい。個々のセル４は、両極性プレート１８によ
ってスタック２の隣接する次のセルから各々分離されて
おり、この両極性プレート１８は、スタック２の複数の
セル４が電気的に直列接続されている状態で１つのセル
から次のセルまで該プレートを通って直接電流が流れる
ことを許容しながら、この複数のセルのある一つを隣接
する次のセルと分離する導電体プレート（例えば金属、
炭素など）である。この両極性プレート１８は、該プレ
ート上に複数のリブ即ち隆起部（図示せず）を備えてお
り、このリブは陽極１０及び陰極１２を係合し、そこか
ら電流を集める働きをする。このリブ／隆起部は複数の
溝即ちチャンネル（図示せず）を画定し、これらの溝は
Ｏ2及びＨ2がそこを通って各々流れていく流れ場１４及
び１６を形成する。端部プレート２０及び２２がスタッ
クの端部で終わっており、スタックの端部セルに対する
陰極及び陽極の流れ場を各々画定する。陰極ガス供給マ
ニホルド２４が陰極ガス（例えば空気）を複数の陰極流
れ場１４に分配する。同様に、陽極供給マニホルド２６
が水素燃料を複数の陽極流れ場１６に分配する。水素排
気マニホルド２８は、複数の陽極流れ場１６から未使用
の水素を収集する。未消費のＨ2は、再利用又はシステ
ムの他の場所（例えばシステムが持つ燃料改質器を加熱
する火力燃焼室）で使用されるため供給マニホルド２６
に戻って再循環するようにしてもよい。同様に、陰極排
気ガスのマニホルド３０は、陰極流れ場１４から排気ガ
スを収集する。
【００１３】第１の圧力センサー３２は陰極Ｏ2／空気
の供給マニホルド２４と連通し、第２のセンサー３４は
陰極Ｏ2／空気の排気マニホルド３０と連通する。本発
明の溢れ状態の監視プロセスは、陰極流れ場１４に対し
て実施されるだけで済み、この陰極流れ場は反応水の形
成の故、より迅速に水が蓄積するところである。しかし
ながら、陽極流れ場も同様に監視するのが望ましく、こ
れを実施するとき、陽極流れ場１６の溢れ状態をも監視
するため、第３の圧力センサー３６が水素供給マニホル
ド２６と連通し、第４の圧力センサー３８が水素排気マ
ニホルド２８と連通する。これ以外では、陰極流れ場１
４のみが監視される。
の供給マニホルド２４と連通し、第２のセンサー３４は
陰極Ｏ2／空気の排気マニホルド３０と連通する。本発
明の溢れ状態の監視プロセスは、陰極流れ場１４に対し
て実施されるだけで済み、この陰極流れ場は反応水の形
成の故、より迅速に水が蓄積するところである。しかし
ながら、陽極流れ場も同様に監視するのが望ましく、こ
れを実施するとき、陽極流れ場１６の溢れ状態をも監視
するため、第３の圧力センサー３６が水素供給マニホル
ド２６と連通し、第４の圧力センサー３８が水素排気マ
ニホルド２８と連通する。これ以外では、陰極流れ場１
４のみが監視される。
【００１４】センサー３２は、供給マニホルド２４内の
圧力を測定し、信号４０をデータ取得ユニット４２に送
出する。センサー３４は、排気マニホルド３０内の圧力
を測定し、信号４４をデータ取得ユニット４２に送出す
る。同様に、センサー３６が、Ｈ2供給マニホルド２６
内の圧力を測定し、信号４１をデータ取得ユニット４２
に送出する一方で、センサー３８が、Ｈ2排気マニホル
ド２８内の圧力を測定し、信号３９をデータ取得ユニッ
ト４２に送出する。データ取得ユニット４２は、本質的
にはアナログ−デジタルコンバータであり、デジタルデ
ータの流れ４５及び４６をマイクロプロセッサ４８に送
出する。このマイクロプロセッサは、適切な供給マニホ
ルドと排気マニホルドとの間の圧力差（即ち、圧力降下
量ΔＰ）を演算する。同時に、例えば電流計（図示せ
ず）などの電流センサーは、スタックから取り出される
電流を検出し、取り出された電流を示す信号をマイクロ
プロセッサ４８に送出する。マイクロプロセッサ４８は
供給マニホルドと排気マニホルドとの間の圧力差ΔＰを
演算し、次に監視されているスタック内のこれらの圧力
降下量（ΔＰ）を、同じ電流レベルで取られ、且つ基準
ライブラリ５０に格納されている基準圧力降下量（ΔＰ
R）と比較する。差圧変換器（が使用されるとき、ΔＰ
の演算は必要でなくなり、この変換器によって記録され
たΔＰを、基準圧力降下量と直接比較することができ
る。酸素基準圧力降下量（ΔＰR）は、溢れていない状
態で作動、監視されるスタックの流れ場とほぼ同一であ
る基準燃料セルスタックの酸素流れ場に亘る圧力降下量
を測定することによって決定される。この基準スタック
は分離スタックである必要はないが、監視はされるが溢
れ状態を防止するように制御される条件の下で作動され
るスタックであってもよい。基準圧力降下量ΔＰRは、
様々なスタック放電率（即ち、電流）で測定され、受容
可能な圧力降下量を表している。次に、各々の放電率に
対する受容できない圧力降下量の閾値レベルが、測定さ
れた率より大きい値（例えば＋２０％増分した値）に設
定され、この値を超えた場合に修正処置が始動される基
準値として使用される。受容できない圧力降下量のこの
閾値は、監視されるスタックから決定される実際のΔＰ
のものとの比較のためライブラリ５０に蓄えられる。例
えば、図３の曲線Ａは、ある特定の酸素流れ場の形態を
有する溢れていないスタックにおいて様々な酸素流量率
で測定された圧力降下量をプロットしたものである。監
視されたスタックの溢れ状態は、ある与えられた酸素流
量率（特定の電気放電率に相当する）において測定され
たΔＰoが所定の閾値レベルを超えて曲線Ｃに乗ったと
きに示される。従って、例えば図３の曲線Ｂは、溢れて
いない状態のスタックで実際に測定された圧力降下量よ
り２０％大きく設定されており、これを超えると修正処
置を必要とする受容できない圧力降下量の閾値を表して
いる。監視されるスタックのΔＰo（図３の曲線Ｃを見
よ）がある特定のスタック放電率で所定の閾値（曲線
Ｂ）を超えた場合、マイクロプロセッサ４８は信号５２
をシステムコントローラ５４に送出する。このシステム
コントローラは、スタックのオペレータに警告し、及び
／又は、溢れ状態を修正するためいくつかの可能な任意
の選択肢を自動的に始動する。前述したプロセスの各ス
テップは図２に示されるプロセスの流れ図に表されてい
る。マイクロプロセッサ４８は、読み出し専用メモリ
（ＲＯＭ）と、読み書きランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）と、電気的にプログラム可能な読み出し専用メモリ
（ＥＰＲＯＭ）と、監視されるスタックに生じる圧力降
下量と比較するため様々なスタック放電率での圧力降下
量に対する所定の基準Ｈ２及びＯ２のライブラリを蓄え
るメモリと、データ取得ユニット４２とスタック２の作
動を制御するシステムコントローラ５４とのインターフ
ェースを制御する入出力部と、を備えた一般的なデジタ
ルコンピュータを備えている。このデジタルコンピュー
タの読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）は、基本的な入出力
命令を満たす上で必要な命令を含む。電気的にプログラ
ム可能な読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）は、データ
プロセッサ自身の内部コントロール、データマニピュレ
ーション、及び相互伝達アルゴリズムを満足させるため
必要な命令を含む。マイクロプロセッサ４８は、適切な
相互伝達ネットワークプロトコルの手段によって、デー
タ取得ユニット４２及びシステムコントローラ５４と連
絡を取り合う。これらの多くは当該技術分野で周知であ
る。ウインドウズ３．１又はウィンドウズ９５の下で動
作する、１６メガバイトのＲＡＭを備えた標準の４８６
又はペンテュアムのコンピュータで、ＡＣＢバスコント
ロールボードを装備したものが、この目的を実現する上
で適切である。プロセッサ７４の機能を実行する特定の
プログラムは、当業者が従来の情報処理言語を用いるこ
とによって実現可能である。溢れ状態を減少させるため
に実施され得る修正処置の一形態は、スタックの上流
で、該流れへの水の追加を中止することによって反応物
の流れを乾燥させることである。従って、例えば、流れ
を乾燥させるためには、流れ場がすっかり乾わくのに必
要とされる程度の期間、使用されている水インジェクタ
を単に遮断するだけでよい。図４は、一テストの結果を
表しており、これは燃料セルの陰極流れ場に亘る圧力降
下量をプロットしたものである。加湿された反応物を用
いたとき、水は最初の４，０００秒の作動期間に亘って
流れ場に蓄積することを許され、その結果、圧力降下が
生じてくる。４，０００秒が経過した後、加湿された反
応物が乾燥（除湿）した反応物に置き換えられ、その結
果、圧力降下は、約１，０００秒以内で圧力降下が開始
した時点のレベルまで減少し、流れ場が乾燥しきる。乾
燥手段に対する好ましい代替手段は、反応物の流量率を
増加させることである。例えば、水をＯ2流れ場から押
し出すため、システムの圧縮器の出力をスタックの上流
で増加させることなどがある。この後者のアプローチ
は、望まれない水の流れ場を浄化して通常の作動状態を
回復するため最も迅速な方法であるが故に好ましい。流
量率を増加させることは、流れ場をきれいに押し流すの
に必要とされる追加の力を提供する圧力降下を増加させ
ることでもある。また、それは同様に流れ場を通した流
れ速度を増加させ、ひいては流れ場を通過する液滴運動
を誘起するためのせん断力を増加させる。本発明は、主
としてそれの特定の実施形態に基づいて開示されたが、
該実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲によ
ってのみその範囲が画定されるものである。
圧力を測定し、信号４０をデータ取得ユニット４２に送
出する。センサー３４は、排気マニホルド３０内の圧力
を測定し、信号４４をデータ取得ユニット４２に送出す
る。同様に、センサー３６が、Ｈ2供給マニホルド２６
内の圧力を測定し、信号４１をデータ取得ユニット４２
に送出する一方で、センサー３８が、Ｈ2排気マニホル
ド２８内の圧力を測定し、信号３９をデータ取得ユニッ
ト４２に送出する。データ取得ユニット４２は、本質的
にはアナログ−デジタルコンバータであり、デジタルデ
ータの流れ４５及び４６をマイクロプロセッサ４８に送
出する。このマイクロプロセッサは、適切な供給マニホ
ルドと排気マニホルドとの間の圧力差（即ち、圧力降下
量ΔＰ）を演算する。同時に、例えば電流計（図示せ
ず）などの電流センサーは、スタックから取り出される
電流を検出し、取り出された電流を示す信号をマイクロ
プロセッサ４８に送出する。マイクロプロセッサ４８は
供給マニホルドと排気マニホルドとの間の圧力差ΔＰを
演算し、次に監視されているスタック内のこれらの圧力
降下量（ΔＰ）を、同じ電流レベルで取られ、且つ基準
ライブラリ５０に格納されている基準圧力降下量（ΔＰ
R）と比較する。差圧変換器（が使用されるとき、ΔＰ
の演算は必要でなくなり、この変換器によって記録され
たΔＰを、基準圧力降下量と直接比較することができ
る。酸素基準圧力降下量（ΔＰR）は、溢れていない状
態で作動、監視されるスタックの流れ場とほぼ同一であ
る基準燃料セルスタックの酸素流れ場に亘る圧力降下量
を測定することによって決定される。この基準スタック
は分離スタックである必要はないが、監視はされるが溢
れ状態を防止するように制御される条件の下で作動され
るスタックであってもよい。基準圧力降下量ΔＰRは、
様々なスタック放電率（即ち、電流）で測定され、受容
可能な圧力降下量を表している。次に、各々の放電率に
対する受容できない圧力降下量の閾値レベルが、測定さ
れた率より大きい値（例えば＋２０％増分した値）に設
定され、この値を超えた場合に修正処置が始動される基
準値として使用される。受容できない圧力降下量のこの
閾値は、監視されるスタックから決定される実際のΔＰ
のものとの比較のためライブラリ５０に蓄えられる。例
えば、図３の曲線Ａは、ある特定の酸素流れ場の形態を
有する溢れていないスタックにおいて様々な酸素流量率
で測定された圧力降下量をプロットしたものである。監
視されたスタックの溢れ状態は、ある与えられた酸素流
量率（特定の電気放電率に相当する）において測定され
たΔＰoが所定の閾値レベルを超えて曲線Ｃに乗ったと
きに示される。従って、例えば図３の曲線Ｂは、溢れて
いない状態のスタックで実際に測定された圧力降下量よ
り２０％大きく設定されており、これを超えると修正処
置を必要とする受容できない圧力降下量の閾値を表して
いる。監視されるスタックのΔＰo（図３の曲線Ｃを見
よ）がある特定のスタック放電率で所定の閾値（曲線
Ｂ）を超えた場合、マイクロプロセッサ４８は信号５２
をシステムコントローラ５４に送出する。このシステム
コントローラは、スタックのオペレータに警告し、及び
／又は、溢れ状態を修正するためいくつかの可能な任意
の選択肢を自動的に始動する。前述したプロセスの各ス
テップは図２に示されるプロセスの流れ図に表されてい
る。マイクロプロセッサ４８は、読み出し専用メモリ
（ＲＯＭ）と、読み書きランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）と、電気的にプログラム可能な読み出し専用メモリ
（ＥＰＲＯＭ）と、監視されるスタックに生じる圧力降
下量と比較するため様々なスタック放電率での圧力降下
量に対する所定の基準Ｈ２及びＯ２のライブラリを蓄え
るメモリと、データ取得ユニット４２とスタック２の作
動を制御するシステムコントローラ５４とのインターフ
ェースを制御する入出力部と、を備えた一般的なデジタ
ルコンピュータを備えている。このデジタルコンピュー
タの読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）は、基本的な入出力
命令を満たす上で必要な命令を含む。電気的にプログラ
ム可能な読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）は、データ
プロセッサ自身の内部コントロール、データマニピュレ
ーション、及び相互伝達アルゴリズムを満足させるため
必要な命令を含む。マイクロプロセッサ４８は、適切な
相互伝達ネットワークプロトコルの手段によって、デー
タ取得ユニット４２及びシステムコントローラ５４と連
絡を取り合う。これらの多くは当該技術分野で周知であ
る。ウインドウズ３．１又はウィンドウズ９５の下で動
作する、１６メガバイトのＲＡＭを備えた標準の４８６
又はペンテュアムのコンピュータで、ＡＣＢバスコント
ロールボードを装備したものが、この目的を実現する上
で適切である。プロセッサ７４の機能を実行する特定の
プログラムは、当業者が従来の情報処理言語を用いるこ
とによって実現可能である。溢れ状態を減少させるため
に実施され得る修正処置の一形態は、スタックの上流
で、該流れへの水の追加を中止することによって反応物
の流れを乾燥させることである。従って、例えば、流れ
を乾燥させるためには、流れ場がすっかり乾わくのに必
要とされる程度の期間、使用されている水インジェクタ
を単に遮断するだけでよい。図４は、一テストの結果を
表しており、これは燃料セルの陰極流れ場に亘る圧力降
下量をプロットしたものである。加湿された反応物を用
いたとき、水は最初の４，０００秒の作動期間に亘って
流れ場に蓄積することを許され、その結果、圧力降下が
生じてくる。４，０００秒が経過した後、加湿された反
応物が乾燥（除湿）した反応物に置き換えられ、その結
果、圧力降下は、約１，０００秒以内で圧力降下が開始
した時点のレベルまで減少し、流れ場が乾燥しきる。乾
燥手段に対する好ましい代替手段は、反応物の流量率を
増加させることである。例えば、水をＯ2流れ場から押
し出すため、システムの圧縮器の出力をスタックの上流
で増加させることなどがある。この後者のアプローチ
は、望まれない水の流れ場を浄化して通常の作動状態を
回復するため最も迅速な方法であるが故に好ましい。流
量率を増加させることは、流れ場をきれいに押し流すの
に必要とされる追加の力を提供する圧力降下を増加させ
ることでもある。また、それは同様に流れ場を通した流
れ速度を増加させ、ひいては流れ場を通過する液滴運動
を誘起するためのせん断力を増加させる。本発明は、主
としてそれの特定の実施形態に基づいて開示されたが、
該実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲によ
ってのみその範囲が画定されるものである。
【図１】両極性ＰＥＭ燃料セルのスタック及び該スタッ
ク用の溢れ状態監視システムの概略図である。
ク用の溢れ状態監視システムの概略図である。
【図２】スタックの溢れ状態を監視し、溢れ状態が生じ
たならば修正測定を開始するために使用される本発明の
プロセスを図示する流れ図である。
たならば修正測定を開始するために使用される本発明の
プロセスを図示する流れ図である。
【図３】溢れた条件及び溢れていない条件での酸素流れ
場における圧力降下量を表した一組の曲線グラフであ
る。
場における圧力降下量を表した一組の曲線グラフであ
る。
【図４】酸素供給流れの除湿前後の酸素流れ場における
圧力降下量をプロットしたグラフである。
圧力降下量をプロットしたグラフである。
２ スタック ４ 燃料セル ６ 膜電極アセンブリ ８ 陽子伝導性樹脂膜 １０ 陽極 １２ 陰極 １４ 陰極の流れ場（酸素の流れ場） １６ 陽極の流れ場（水素の流れ場） １８ 両極性プレート ２４ 陰極ガス（酸素）の供給マニホルド ２６ 陽極ガス（水素）の供給マニホルド ２８ 水素排気マニホルド ３０ 酸素排気マニホルド ３２ 第１の圧力センサー ３４ 第２の圧力センサー ３６ 第３の圧力センサー ３８ 第４の圧力センサー ３９，４０，４１，４４ 信号 ４２ データ取得ユニット ４８ マイクロプロセッサ ５０ 基準圧力降下量ΔＰのライブラリ ５４ システムコントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マシュー・ハワード・フロンク アメリカ合衆国ニューヨーク州，ハニオ イ・フォールズ，クウェイカー・ミーティ ング・ハウス・ロード 66
Claims (7)
- 【請求項１】 Ｈ2及びＯ2のＰＥＭ燃料セルのスタック
を含む燃料セルシステムであって、各々のセルは、それ
ぞれ反対側の第１及び第２の表面に取り付けられた陽極
及び陰極を有する陽子交換膜を主として備え、前記陽極
と接触した状態で水素を流すため前記陽極の電極に隣接
して水素の流れ場、及び前記陰極と接触した状態で酸素
を含むガスを流すため前記陰極と隣接して酸素の流れ場
が形成され、前記水素流れ場に水素を供給する水素供給
マニホルドと、前記酸素流れ場に前記酸素を含むガスを
供給する酸素供給マニホルドと、前記水素流れ場からの
水素を受け取る水素排気ガスマニホルドと、前記酸素流
れ場から酸素を含むガスを受け取る酸素排気ガスマニホ
ルドと、を有し、前記酸素供給マニホルド及び前記酸素
排気マニホルドの間で生じた第１の圧力降下量を決定す
るため前記酸素供給マニホルド及び前記酸素排気マニホ
ルドに連通している第１の圧力センサー手段と、前記第
１の圧力降下量が受容不可能なレベルとして設定された
第１の所定の閾値を超えた場合、前記圧力降下に応答し
て前記スタックのオペレータに警告し、及び／又は、修
正処置を始動するシステムコントローラと、を有するこ
とを特徴とする、燃料セルシステム。 - 【請求項２】 前記水素供給マニホルド及び前記水素排
気マニホルドの間で生じた第２の圧力降下量を決定する
ため前記水素供給マニホルド及び前記水素排気マニホル
ドに連通している第２の圧力センサー手段と、前記第２
の圧力降下量が受容不可能なレベルとして設定された第
２の所定の閾値を超えた場合、前記圧力降下に応答して
前記スタックのオペレータに警告し、及び／又は、修正
処置を始動するシステムコントローラと、を更に有する
ことを特徴とする、請求項１に記載の燃料セルシステ
ム。 - 【請求項３】 Ｈ2及びＯ2のＰＥＭ燃料セルのスタック
における溢れ状態を監視し、該溢れ状態が発生したとき
スタックのオペレータに警告し、及び／又は、修正処置
を始動する方法であって、前記スタックは複数のＨ2及
びＯ2のＰＥＭ燃料セルを備え、この各々のセルは、そ
れぞれ反対側の第１及び第２の表面に取り付けられた陽
極及び陰極を有する陽子交換膜を主として備え、前記陽
極と接触した状態で湿った水素を流すため前記陽極の電
極に隣接して水素の流れ場、及び前記陰極と接触した状
態で湿った酸素を含むガスを流すため前記陰極と隣接し
て酸素の流れ場が形成され、前記水素流れ場に湿った水
素を供給する水素供給マニホルドと、前記酸素流れ場に
前記湿った酸素を含むガスを供給する酸素供給マニホル
ドと、前記水素流れ場からの水素を受け取る水素排気ガ
スマニホルドと、前記酸素流れ場から酸素を含むガスを
受け取る酸素排気ガスマニホルドと、を有する燃料セル
のスタックにおいて、（イ） 前記スタックの特定の電
気放電率での前記酸素供給マニホルド及び前記酸素排気
マニホルドの間の圧力降下量ΔＰoを決定し、（ロ）
監視されるスタックの酸素流れ場に類似している酸素流
れ場を有する、溢れていない基準燃料セルのスタックに
基づいて、様々な電気放電率における複数の酸素基準圧
力降下量ΔＰRを決定し、（ハ） ステップ（ロ）から
決定された基準圧力降下量に基づいて、前記スタックの
様々な電気放電率に対して受容できない酸素圧力降下量
の所定の閾値を設定し、（ニ） 監視された前記スタッ
クと同じ放電率において、ステップ（イ）で決定された
ΔＰoをステップ（ロ）で決定された酸素基準圧力降下
量ΔＰRと比較し、（ホ） ステップ（ニ）の比較にお
いてΔＰoが受容できない酸素圧力降下量の前記所定の
閾値と等しいか又は超えたとき、第１の信号を出力し、
（ヘ）前記第１の信号に応答して、前記酸素流れ場の溢
れ状態を減少させるため修正処置を始動する、各ステッ
プを含む、前記方法。 - 【請求項４】 前記酸素を含むガスの流量率を増加させ
るステップを更に含む、請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 前記酸素を含むガスの絶対圧力を減少さ
せるステップを更に含む、請求項３に記載の方法。 - 【請求項６】 前記酸素を含むガスをほぼ乾燥させるス
テップを更に含む、請求項３に記載の方法。 - 【請求項７】 前記方法は、（ト） 前記スタックの特
定の放電率で前記水素供給マニホルド及び水素排気マニ
ホルドの間の圧力降下量ΔＰhを決定し、（チ） 監視
されるスタックの水素流れ場に類似している水素流れ場
を有する、溢れていない基準燃料セルのスタックに基づ
いて、様々な電気放電率における複数の水素基準圧力降
下量ΔＰRを決定し、（リ） ステップ（チ）から決定
された水素基準圧力降下量に基づいて、前記スタックの
様々な電気放電率に対して受容できない水素圧力降下量
の所定の閾値を設定し、（ヌ） 監視された前記スタッ
クと同じ放電率において、ステップ（ト）で決定された
ΔＰhをステップ（チ）で決定された水素基準圧力降下
量ΔＰRと比較し、（ル） ステップ（ヌ）の比較に基
づきΔＰhが受容できない水素圧力降下量の前記所定の
閾値と等しいか又は超えたと判定したとき、第２の信号
を出力し、（ヲ） 前記第２の信号に応答して、前記水
素流れ場の溢れ状態を減少させるため修正処置を始動す
る、各ステップを更に含む、請求項３に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US21213 | 1998-02-10 | ||
| US09/021,213 US6103409A (en) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | Fuel cell flooding detection and correction |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11273700A true JPH11273700A (ja) | 1999-10-08 |
| JP3098510B2 JP3098510B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=21802987
Family Applications (1)
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