JPS63184267A - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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- JPS63184267A JPS63184267A JP62013306A JP1330687A JPS63184267A JP S63184267 A JPS63184267 A JP S63184267A JP 62013306 A JP62013306 A JP 62013306A JP 1330687 A JP1330687 A JP 1330687A JP S63184267 A JPS63184267 A JP S63184267A
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- sulfuric acid
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04186—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of liquid-charged or electrolyte-charged reactants
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、メタノール等を直接燃料とする燃料電池から
なる電源装置に関し、特に環境温度の極めて低い寒冷地
方で使用されるに好適な、凍結防止機能を備えた電源装
置に関する。
なる電源装置に関し、特に環境温度の極めて低い寒冷地
方で使用されるに好適な、凍結防止機能を備えた電源装
置に関する。
従来の燃料電池からなる電源装置は、特開昭６１−４５
５６９号記載の自動車用電源装置のように、燃料電池の
電解液を加熱する加熱手段を設け、電解液の温度が所定
温度以下のときはバッテリーにより加熱手段に通電して
、電解液を加熱するように構成し、燃料電池の低温時に
おける始動特性を向上させることを目的としていた。し
かし、環境温度が一３０℃にもなる寒冷地方において、
燃料電池を使用する場合の凍結防止対策の点については
、十分な配慮がされてなかった。
５６９号記載の自動車用電源装置のように、燃料電池の
電解液を加熱する加熱手段を設け、電解液の温度が所定
温度以下のときはバッテリーにより加熱手段に通電して
、電解液を加熱するように構成し、燃料電池の低温時に
おける始動特性を向上させることを目的としていた。し
かし、環境温度が一３０℃にもなる寒冷地方において、
燃料電池を使用する場合の凍結防止対策の点については
、十分な配慮がされてなかった。
上記従来技術における電源装置は、環境温度が−３０℃
にもなる寒冷地方において使用される場合の凍結防止対
策の点について十分な配慮がなされておらず、ヒータの
故障あるいは蓄電池の過放電によって、燃料電池の電解
液の凍結という問題があった。
にもなる寒冷地方において使用される場合の凍結防止対
策の点について十分な配慮がなされておらず、ヒータの
故障あるいは蓄電池の過放電によって、燃料電池の電解
液の凍結という問題があった。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改善し、十分な
凍結防止機能を備えた電源装置を提供することにある。
凍結防止機能を備えた電源装置を提供することにある。
上記目的は、上記電源装置において、燃料電池のアノラ
イトタンク内の電解液の温度及び硫酸濃度を検知し、前
記検知温度に対し、検知濃度が設定値以下となった場合
には制御弁をＯＮ −ＯＦＦ制御させ、硫酸タンクから
の硫酸をアノライトタンクに補給する構成とすることに
より達成される。
イトタンク内の電解液の温度及び硫酸濃度を検知し、前
記検知温度に対し、検知濃度が設定値以下となった場合
には制御弁をＯＮ −ＯＦＦ制御させ、硫酸タンクから
の硫酸をアノライトタンクに補給する構成とすることに
より達成される。
すなわち、本発明は、燃料電池から成る電源装置におい
て、燃料電池を収納する収納容器と、アノライトタンク
内の電解液の温度を検出する温度検出器と、前記アノラ
イトタンク内の電解液の硫酸濃度を検出する濃度検出器
と、前記温度検出器及び濃度検出器からの検出値と予め
記憶させられているアノライトタンクが凍結しないため
の設定値とを比較し所要の信号を発する制御器と、前記
制御器からの信号に基づいてＯＮ −ＯＦＦ動作し、硫
酸タンクからアノライトタンクへの硫酸の補給を制御す
る硫酸制御弁と、を設けたことを特徴とする。
て、燃料電池を収納する収納容器と、アノライトタンク
内の電解液の温度を検出する温度検出器と、前記アノラ
イトタンク内の電解液の硫酸濃度を検出する濃度検出器
と、前記温度検出器及び濃度検出器からの検出値と予め
記憶させられているアノライトタンクが凍結しないため
の設定値とを比較し所要の信号を発する制御器と、前記
制御器からの信号に基づいてＯＮ −ＯＦＦ動作し、硫
酸タンクからアノライトタンクへの硫酸の補給を制御す
る硫酸制御弁と、を設けたことを特徴とする。
収納容器内の適所に設けた温度検出器により、アノライ
トタンク内のアノライトの温度を、間接的または直接的
に、検出し、その検出信号を制御器に取込む、一方、ア
ノライトタンク内に設けた濃度検出器により、アノライ
ト （組成：メタノール１．０Ｍ、硫ｆ１１１．５Ｍ、
残部 水）中の硫酸濃度を検出し、その検出信号を制御
器に取込む。制御器では、アノライトが凍結しないため
の温度と硫酸濃度の関係が設定値として記憶されており
、前記検出温度に対し、濃度が設定値以下の場合には、
硫酸タンクからアノライトタンクへ硫酸を補給するよう
に硫酸制御弁をＯＮさせる信号を発信するようになって
いる。硫酸制御弁がＯＮになると、前記設定値に達する
まで硫酸が補給されるので、アノライトを凍結させるこ
とがない。さらに、硫酸が補給され、設定値を越えた場
合には、硫酸制御弁をＯＦＦさせる信号を発信するよう
になっており、アノライトタンク内の硫酸濃度は、常に
凍結防止に必要な濃度に保持されるため、燃料電池は凍
結することがない。
トタンク内のアノライトの温度を、間接的または直接的
に、検出し、その検出信号を制御器に取込む、一方、ア
ノライトタンク内に設けた濃度検出器により、アノライ
ト （組成：メタノール１．０Ｍ、硫ｆ１１１．５Ｍ、
残部 水）中の硫酸濃度を検出し、その検出信号を制御
器に取込む。制御器では、アノライトが凍結しないため
の温度と硫酸濃度の関係が設定値として記憶されており
、前記検出温度に対し、濃度が設定値以下の場合には、
硫酸タンクからアノライトタンクへ硫酸を補給するよう
に硫酸制御弁をＯＮさせる信号を発信するようになって
いる。硫酸制御弁がＯＮになると、前記設定値に達する
まで硫酸が補給されるので、アノライトを凍結させるこ
とがない。さらに、硫酸が補給され、設定値を越えた場
合には、硫酸制御弁をＯＦＦさせる信号を発信するよう
になっており、アノライトタンク内の硫酸濃度は、常に
凍結防止に必要な濃度に保持されるため、燃料電池は凍
結することがない。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。図に
おいて、断熱材等によって保温効果を有する、収納容器
３内に燃料電池本体１を設置する。
おいて、断熱材等によって保温効果を有する、収納容器
３内に燃料電池本体１を設置する。
燃料電池本体には、燃料としてのアノライトの溜めであ
るアノライトタンク２が併設され、ポンプ１３および循
環系１４により、アノライトを燃料電池本体に供給する
ようになっている。燃料電池本体の出力電流は、負荷９
に供給できるようになっている。
るアノライトタンク２が併設され、ポンプ１３および循
環系１４により、アノライトを燃料電池本体に供給する
ようになっている。燃料電池本体の出力電流は、負荷９
に供給できるようになっている。
収納容器３には燃料電池本体からの排出空気あるいは、
排出ガスを除去するための通気孔１５が設けである。ま
た、収納容器内には、器内温度を検出することにより、
アノライトタンク内の電解液の温度を間接的に検出する
ための温度検出器５が設けである。温度検出器からの検
出信号は、制御器６に取込まれる。一方、アノライトタ
ンク内には硫酸濃度を検出する濃度検出器４が設けであ
る。
排出ガスを除去するための通気孔１５が設けである。ま
た、収納容器内には、器内温度を検出することにより、
アノライトタンク内の電解液の温度を間接的に検出する
ための温度検出器５が設けである。温度検出器からの検
出信号は、制御器６に取込まれる。一方、アノライトタ
ンク内には硫酸濃度を検出する濃度検出器４が設けであ
る。
濃度検出器４からの検出信号は、制御器６に取込まれる
。
。
制御器６では、アノライトが凍結しないための温度と硫
酸濃度の関係が設定値として記憶されており、前記の器
内検出温度に対し、硫酸濃度が設定植以下の場合には、
硫酸タンク８からアノライトタンク２へ硫酸を補給する
ように硫酸制御弁７をＯＮさせる信号を発信するように
なっている。
酸濃度の関係が設定値として記憶されており、前記の器
内検出温度に対し、硫酸濃度が設定植以下の場合には、
硫酸タンク８からアノライトタンク２へ硫酸を補給する
ように硫酸制御弁７をＯＮさせる信号を発信するように
なっている。
ところで、第２図は、希硫酸の結氷点を示す図であり、
因に、本発明の対象となるアノライト（硫酸１．５ Ｍ
、 １４ｗｔ％、比重１ 、０９）は−７，５℃で凍結
することを表わしている。
因に、本発明の対象となるアノライト（硫酸１．５ Ｍ
、 １４ｗｔ％、比重１ 、０９）は−７，５℃で凍結
することを表わしている。
従って、アノライトを一３０℃の温度でも凍結させない
ためには、アノライト中の硫酸濃度が３．７Ｍ （３０
ｗｔ％、比重１．２１）以上になるように、制御器６の
設定値（例えば、３．８Ｍ）をセットしておけば十分で
ある。
ためには、アノライト中の硫酸濃度が３．７Ｍ （３０
ｗｔ％、比重１．２１）以上になるように、制御器６の
設定値（例えば、３．８Ｍ）をセットしておけば十分で
ある。
硫酸制御弁７がＯＮになると、硫酸タンク８からアノラ
イトタンク２へ硫酸を供給し、硫酸濃度が上昇する。
イトタンク２へ硫酸を供給し、硫酸濃度が上昇する。
硫酸濃度が上昇し、濃度検出器４の検出値が設定値を越
えた場合には、アノライトタンク２への硫酸補給を遮断
するように、硫酸制御弁７をＯＦＦさせる信号を発信す
るようになっている。
えた場合には、アノライトタンク２への硫酸補給を遮断
するように、硫酸制御弁７をＯＦＦさせる信号を発信す
るようになっている。
ここで、第３図は、硫酸濃度に対する燃料電池の性能の
１例を示す特性図である。因に、本発明の対象となるア
ノライト（硫酸１．５ Ｍ、 １４ｗｔ％の時）を基準
（電池電圧比１．０）とした場合、−３０℃の温度でも
凍結させないために、前述の如くアノライト中の硫酸濃
度を３．７ Ｍ （３０ｗｔ％）以上に上昇させること
となるが、電池電圧比が約０．９となり、性能が約１０
％低下する。
１例を示す特性図である。因に、本発明の対象となるア
ノライト（硫酸１．５ Ｍ、 １４ｗｔ％の時）を基準
（電池電圧比１．０）とした場合、−３０℃の温度でも
凍結させないために、前述の如くアノライト中の硫酸濃
度を３．７ Ｍ （３０ｗｔ％）以上に上昇させること
となるが、電池電圧比が約０．９となり、性能が約１０
％低下する。
一方、燃料電池本体１は、停止（保管または無負荷）状
態では、−３０℃でアノライトが凍結する危険があるが
、一旦、運転に入ると、徐々に昇温し、定格操作温度が
約６０℃になる。それにともない、収納容器内の気温も
上昇する。
態では、−３０℃でアノライトが凍結する危険があるが
、一旦、運転に入ると、徐々に昇温し、定格操作温度が
約６０℃になる。それにともない、収納容器内の気温も
上昇する。
従って、上記のことから、停止状態から運転に入り、定
格操作温度に達したならば、制御器６から硫酸制御弁７
を完全ＯＦＦとし、ブロー制御弁１２をＯＦＦからＯＮ
に切替える信号を発信するようになっており、燃料電池
本体にアノライトを供給しながら、一部がブローされる
ため、アノライト中の硫酸濃度は低下する。その間、硫
酸濃度は濃度検出器４により検出され、所定の濃度１．
５Ｍに達した時、制御器６からの信号によりブロー制御
弁１２は叶Ｆに戻るようになっている。
格操作温度に達したならば、制御器６から硫酸制御弁７
を完全ＯＦＦとし、ブロー制御弁１２をＯＦＦからＯＮ
に切替える信号を発信するようになっており、燃料電池
本体にアノライトを供給しながら、一部がブローされる
ため、アノライト中の硫酸濃度は低下する。その間、硫
酸濃度は濃度検出器４により検出され、所定の濃度１．
５Ｍに達した時、制御器６からの信号によりブロー制御
弁１２は叶Ｆに戻るようになっている。
他方、燃料電池の燃料であるメタノールは、燃料制御弁
１１を介して、燃料タンク１０から常時必要量が供給さ
れる構成となっている。
１１を介して、燃料タンク１０から常時必要量が供給さ
れる構成となっている。
本実施例によれば、収納容器内の気温に応じて、アノラ
イトタンク内の硫酸濃度を制御することができ、燃料電
池本体を凍結から防止させる効果がある。
イトタンク内の硫酸濃度を制御することができ、燃料電
池本体を凍結から防止させる効果がある。
第４図は、本発明の別の実施例を示すもので、第１図と
異なる点は、温度検出器５を収納容器３内の気温を検出
するものを、アノライトタンク２内のアノライトの温度
を直接検出するもので、その目的とする所および効果は
、第１図と同じである。
異なる点は、温度検出器５を収納容器３内の気温を検出
するものを、アノライトタンク２内のアノライトの温度
を直接検出するもので、その目的とする所および効果は
、第１図と同じである。
本発明によれば、
（１）アノライトタンク内の硫酸濃度を制御することに
より、−３０℃にもなる寒冷地方において使用する場合
でも、電源装置の凍結を防止することが可能である。
より、−３０℃にもなる寒冷地方において使用する場合
でも、電源装置の凍結を防止することが可能である。
（２）起動し、操作温度が上昇した後には、ブロー制御
弁の作動により、アノライトタンク内の硫酸濃度を制御
し、基準状態に復帰させるので電源装置を高性能で運転
できる。
弁の作動により、アノライトタンク内の硫酸濃度を制御
し、基準状態に復帰させるので電源装置を高性能で運転
できる。
第１図は本発明の一実施例の電源装置の構成図、第２図
は本発明に係わる希硫酸の結氷点を表わす特性図、第３
図は本発明に係わる硫酸濃度に対する燃料電池の性能を
表わす特性図、第４図は本発明の別の実施例の電源装置
の構成図。 １・・・燃料電池本体、２・・・アノライトタンク、３
・・・収納容器、４・・・濃度検出器、５・・・温度検
出器、６・・・制御器、７・・・硫酸制御弁、８・・・
硫酸タンク、９・・・負荷、１２・・・ブロー制御弁。
は本発明に係わる希硫酸の結氷点を表わす特性図、第３
図は本発明に係わる硫酸濃度に対する燃料電池の性能を
表わす特性図、第４図は本発明の別の実施例の電源装置
の構成図。 １・・・燃料電池本体、２・・・アノライトタンク、３
・・・収納容器、４・・・濃度検出器、５・・・温度検
出器、６・・・制御器、７・・・硫酸制御弁、８・・・
硫酸タンク、９・・・負荷、１２・・・ブロー制御弁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、燃料電池から成る電源装置において、燃料電池を収
納する収納容器と、アノライトタンク内の電解液の温度
を検出する温度検出器と、前記アノライトタンク内の電
解液の硫酸濃度を検出する濃度検出器と、前記温度検出
器及び濃度検出器からの検出値と予め記憶させられてい
るアノライトタンクが凍結しないための設定値とを比較
し所要の信号を発する制御器と、前記制御器からの信号
に基づいてＯＮ−ＯＦＦ動作し、硫酸タンクからアノラ
イトタンクへの硫酸の補給を制御する硫酸制御弁と、を
設けたことを特徴とする電源装置。 ２、温度検出器が、収容容器内の器内温度を検出するこ
とにより、アノライトタンク内の電解液の温度を間接的
に検出する温度検出器であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の電源装置。 ３、温度検出器が、アノライトタンク内の電解液の温度
を直接的に検出する温度検出器であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の電源装置。 ４、前記制御器からの信号に基づいてＯＮ−ＯＦＦ動作
し、アノライトタンクからの硫酸のブローを制御するブ
ロー制御弁をアノライトタンクに設けたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかの項記載
の電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62013306A JPS63184267A (ja) | 1987-01-24 | 1987-01-24 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62013306A JPS63184267A (ja) | 1987-01-24 | 1987-01-24 | 電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63184267A true JPS63184267A (ja) | 1988-07-29 |
Family
ID=11829497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62013306A Pending JPS63184267A (ja) | 1987-01-24 | 1987-01-24 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63184267A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001052339A1 (de) * | 2000-01-08 | 2001-07-19 | Daimlerchrysler Ag | Flüssig brennstoffzellensystem |
| TWI384679B (zh) * | 2009-12-14 | 2013-02-01 | Ind Tech Res Inst | 電源供應裝置 |
| JP2020087637A (ja) * | 2018-11-21 | 2020-06-04 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
-
1987
- 1987-01-24 JP JP62013306A patent/JPS63184267A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001052339A1 (de) * | 2000-01-08 | 2001-07-19 | Daimlerchrysler Ag | Flüssig brennstoffzellensystem |
| TWI384679B (zh) * | 2009-12-14 | 2013-02-01 | Ind Tech Res Inst | 電源供應裝置 |
| US8535838B2 (en) | 2009-12-14 | 2013-09-17 | Industrial Technology Research Institute | Power supply device |
| JP2020087637A (ja) * | 2018-11-21 | 2020-06-04 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
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