JPWO2011004485A1 - 燃料電池システム及び燃料電池システムの運転方法 - Google Patents
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Abstract
Description
100 燃料電池システム
200 燃料電池スタック
600 制御装置
Claims (10)
- 水素ガスを含む燃料ガスと酸化ガスの電気化学反応により発電する燃料電池スタックを備えた燃料電池システムであって、
燃料電池スタックの発電電圧が低下した時に、燃料電池スタックのセル含水量と燃料電池スタックのセル圧力損失の特性曲線に基づいて、前記燃料電池スタック内におけるセル圧力損失のばらつきが小さくなるように前記燃料電池スタックのセル含水量を調整するセル含水量調整手段を有することを特徴とする、燃料電池システム。 - 前記セル含水量調整手段は、前記特性曲線が、燃料電池スタックのセル含水量の増加に対し、燃料電池スタックのセル圧力損失が相対的に緩やかに増加する安定区間から前記燃料電池スタックのセル圧力損失が相対的に急峻に増加する急峻増加区間に移行するものの場合に、燃料電池スタックの発電電圧が低下した時に前記燃料電池スタックのセル含水量を減少させるように調整することを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記セル含水量調整手段は、前記特性曲線が、燃料電池スタックのセル含水量の減少に対し、燃料電池スタックのセル圧力損失が相対的に緩やかに減少する安定区間から前記燃料電池スタックのセル圧力損失が相対的に急峻に減少する急峻減少区間に移行するものの場合に、燃料電池スタックの発電電圧が低下した時に前記燃料電池スタックのセル含水量を増加させるように調整することを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記セル含水量調整手段は、前記特性曲線が、燃料電池スタックのセル含水量の増加に対し、燃料電池スタックのセル圧力損失が相対的に緩やかに増加する安定区間から前記燃料電池スタックのセル圧力損失が相対的に急峻に増加する急峻増加区間に移行し、燃料電池スタックのセル含水量の減少に対し、燃料電池スタックのセル圧力損失が相対的に緩やかに減少する前記安定区間から前記燃料電池スタックのセル圧力損失が相対的に急峻に減少する急峻減少区間に移行するものの場合に、燃料電池スタックの発電電圧が低下した時に、前記燃料電池スタックのセル平均含水量が前記安定区間又は前記急峻増加区間にある場合には前記燃料電池スタックのセル含水量を減少させるように調整し、前記燃料電池スタックのセル平均含水量が前記急峻減少区間にある場合には前記燃料電池スタックのセル含水量を増加させるように調整することを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池スタックのセル含水量の調整は、前記燃料電池スタックのパージ量の調整、前記燃料電池スタックのガス背圧の調整、前記燃料電池スタックの温度の調整の少なくともいずれかにより行われることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の燃料電池システム。
- 水素ガスを含む燃料ガスと酸化ガスの電気化学反応により発電する燃料電池スタックを備えた燃料電池システムの運転方法であって、
燃料電池スタックの発電電圧が低下した時に、燃料電池スタックのセル含水量と燃料電池スタックのセル圧力損失の特性曲線に基づいて、前記燃料電池スタック内におけるセル圧力損失のばらつきが小さくなるように前記燃料電池スタックのセル含水量を調整することを特徴とする、燃料電池システムの運転方法。 - 前記特性曲線が、燃料電池スタックのセル含水量の増加に対し、燃料電池スタックのセル圧力損失が相対的に緩やかに増加する安定区間から前記燃料電池スタックのセル圧力損失が相対的に急峻に増加する急峻増加区間に移行するものの場合には、
燃料電池スタックの発電電圧が低下した時に前記燃料電池スタックのセル含水量を減少させるように調整することを特徴とする、請求項6に記載の燃料電池システムの運転方法。 - 前記特性曲線が、燃料電池スタックのセル含水量の減少に対し、燃料電池スタックのセル圧力損失が相対的に緩やかに減少する安定区間から前記燃料電池スタックのセル圧力損失が相対的に急峻に減少する急峻減少区間に移行するものの場合には、
燃料電池スタックの発電電圧が低下した時に前記燃料電池スタックのセル含水量を増加させるように調整することを特徴とする、請求項6に記載の燃料電池システムの運転方法。 - 前記特性曲線が、燃料電池スタックのセル含水量の増加に対し、燃料電池スタックのセル圧力損失が相対的に緩やかに増加する安定区間から前記燃料電池スタックのセル圧力損失が相対的に急峻に増加する急峻増加区間に移行し、燃料電池スタックのセル含水量の減少に対し、燃料電池スタックのセル圧力損失が相対的に緩やかに減少する前記安定区間から前記燃料電池スタックのセル圧力損失が相対的に急峻に減少する急峻減少区間に移行するものの場合には、
燃料電池スタックの発電電圧が低下した時に、前記燃料電池スタックのセル平均含水量が前記安定区間又は前記急峻増加区間にある場合には前記燃料電池スタックのセル含水量を減少させるように調整し、前記燃料電池スタックのセル平均含水量が前記急峻減少区間にある場合には前記燃料電池スタックのセル含水量を増加させるように調整することを特徴とする、請求項6に記載の燃料電池システムの運転方法。 - 前記燃料電池スタックのセル含水量の調整は、前記燃料電池スタックのパージ量の調整、前記燃料電池スタックのガス背圧の調整、前記燃料電池スタックの温度調整の少なくともいずれかにより行われることを特徴とする、請求項6〜9のいずれかに記載の燃料電池システムの運転方法。
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