KR20160058026A - 연료 전지의 배수 방법 및 연료 전지 시스템 - Google Patents

연료 전지의 배수 방법 및 연료 전지 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20160058026A
KR20160058026A KR1020150157354A KR20150157354A KR20160058026A KR 20160058026 A KR20160058026 A KR 20160058026A KR 1020150157354 A KR1020150157354 A KR 1020150157354A KR 20150157354 A KR20150157354 A KR 20150157354A KR 20160058026 A KR20160058026 A KR 20160058026A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
scavenging
fuel cell
flow rate
drainage
Prior art date
Application number
KR1020150157354A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101838358B1 (ko
Inventor
요시아키 나가누마
도모히로 오가와
즈요시 마루오
마사시 도이다
Original Assignee
도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도요타지도샤가부시키가이샤 filed Critical 도요타지도샤가부시키가이샤
Publication of KR20160058026A publication Critical patent/KR20160058026A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101838358B1 publication Critical patent/KR101838358B1/ko

Links

Images

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
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/003—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to auxiliary motors, e.g. for pumps, compressors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0053—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/70—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by fuel cells
    • B60L50/71—Arrangement of fuel cells within vehicles specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/70—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by fuel cells
    • B60L50/72—Constructional details of fuel cells specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • B60L58/33—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load by cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/40—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for controlling a combination of batteries and fuel cells
    • 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
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • 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
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • H01M8/04164—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal by condensers, gas-liquid separators or filters
    • 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
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • H01M8/04179—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal by purging or increasing flow or pressure of reactants
    • 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
    • H01M8/04291—Arrangements for managing water in solid electrolyte fuel cell systems
    • 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
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • 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
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • 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
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04761—Pressure; Flow of fuel cell exhausts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/22—Yaw angle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/60—Navigation input
    • B60L2240/64—Road conditions
    • B60L2240/642—Slope of road
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
    • Y02E60/521—
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

연료 전지와, 기액 분리부와, 순환 펌프를 구비하는 이동체의 배수 방법은, 이동체의 수평면에 대한 경사 상태를 검출하는 경사 상태 검출 공정과, 순환 폄프의 구동에 의해, 연료 전지 내의 가스 유로에 대하여 소정의 제1 공급 유량으로 소기 가스의 공급을 개시하는 소기 개시 공정과, 연료 전지에 대해 상기 소기 가스가 공급되는 동안 상기 기액 분리부에 저류되어 있는 배수를 배출하는 배수 공정과, 이동체의 경사 상태가, 가스 유로의 출구가 중력 방향에 있어서의 상방을 향하는 소정의 경사 상태인 것이 검출된 경우에, 소기 가스의 공급 개시로부터 소정의 기간 경과 후에, 순환 펌프의 회전수를 증대시켜서, 소기 가스의 공급 유량을 제2 공급 유량으로 증가시키는 공급 유량 증가 공정을 구비한다.

Description

연료 전지의 배수 방법 및 연료 전지 시스템{METHOD OF DISCHARGING WATER FROM FUEL CELL AND FUEL CELL SYSTEM}
[관련 출원의 상호 참조]
본원은, 2014년 11월 14일에 출원된 일본 특허 출원 제2014-231963호의 일본 특허 출원에 기초하는 우선권을 주장하고, 그 개시의 모두가 참조에 의해 본원에 도입된다.
본 발명은 연료 전지의 배수 방법 및 연료 전지 시스템에 관한 것이다.
고체 고분자형 연료 전지(이하, 간단히 「연료 전지」라고도 함)에서는, 발전 반응에 의해, 내부에 다량의 수분이 생성된다. 연료 전지 시스템에서는, 연료 전지의 운전 정지 중이나 운전 종료 시 등에, 시스템 내에 잔류하고 있는 수분을 저감시키기 위해서, 소기 가스에 의한 소기 처리가 실행되는 경우가 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2008-053086호 공보).
일본 특허 공개 제2008-053086호 공보의 기술에서는, 이동체에 탑재되어 있는 연료 전지 시스템에 있어서의 배수성을 높이기 위해서, 이동체의 경사 각도에 따라서 소기 유량이나 소기 시간을 변경하고 있다. 그러나, 단순하게 이동체의 경사 각도에 따라서 소기 유량이나 소기 시간을 변경하는 것만으로는, 이하와 같은 문제가 발생할 가능성이 있는 것을, 본원 발명의 발명자는 발견하였다.
예를 들어, 이동체에 탑재되어 있는 연료 전지 시스템에서는, 연료 전지의 배기 가스를 기액 분리부에 의해 기체 성분과 액체 성분으로 분리하고, 기체 성분을 순환 펌프에 의해 연료 전지에 순환시키고, 액체 성분을 기액 분리부에 일시적으로 저류한 후에 배수로서 배출하는 경우가 있다. 이러한 연료 전지 시스템에서는, 이동체가 경사져 있을 때, 순환 펌프의 회전수를 증가시켜서 높은 소기 유량으로의 소기를 개시하면, 기액 분리부에 저류되어 있는 수분이 순환 펌프에 의해 흡인되어서 말려올라가버릴 가능성이 있다.
이와 같이, 단순하게 이동체의 경사 각도에 따라서 소기 유량이나 소기 시간을 변경하는 것만으로는, 연료 전지 시스템의 배관 구성에 따라서는, 오히려 배수성이 저하되어버리는 경우가 있다. 또한, 그 밖에도, 소기에 수반되는 소음이나 소비 에너지의 증대 등의 문제가 야기될 가능성도 있다. 연료 전지를 탑재하고 있는 이동체에 있어서는, 소기 처리에 의한 연료 전지로부터의 배수성을 높이는 기술에 대해서는 여전히 개량의 여지가 있다.
본 발명은 적어도 연료 전지를 탑재하는 이동체에 있어서의 상술한 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 이하의 형태로서 실현하는 것이 가능하다.
[1] 본 발명의 제1 형태에 의하면, 연료 전지를 탑재하는 이동체에 있어서의 배수의 방법이 제공된다. 상기 이동체는, 상기 연료 전지로부터의 배기 가스로부터 기액 분리부에 의해 분리된 기체 성분을 순환 펌프에 의해 상기 연료 전지에 순환시킴과 함께, 상기 기액 분리부에 의해 상기 배기 가스로부터 분리된 액체 성분을 배수로서 저류하면 된다. 이 형태의 방법은, 경사 상태 검출 공정과, 배수 공정과, 소기 개시 공정과, 공급 유량 증가 공정을 구비하면 된다. 상기 경사 상태 검출 공정은, 상기 이동체의 수평면에 대한 경사 상태를 검출하는 공정이면 된다. 상기 소기 개시 공정은, 상기 순환 펌프의 구동에 의해, 상기 연료 전지 내의 가스 유로에 대하여 소정의 제1 공급 유량으로 소기 가스의 공급을 개시하는 공정이면 된다. 상기 배수 공정은 상기 연료 전지에 대해 상기 소기 가스가 공급되는 동안, 상기 기액 분리부에 저류되어 있는 상기 배수를 상기 기액 분리부에서 배출하는 단계일 수 있다. 상기 공급 유량 증가 공정은, 상기 이동체의 경사 상태가, 상기 가스 유로의 출구가 중력 방향에 있어서의 상방을 향하는 소정의 경사 상태인 것이 검출된 경우에, 상기 소기 가스의 공급 개시로부터 소정의 기간 경과 후에, 상기 순환 펌프의 회전수를 증대시켜서, 상기 소기 가스의 공급 유량을 상기 제1 공급 유량보다도 높은 제2 공급 유량으로 증가시키는 공정이면 된다. 이 형태의 방법에 의하면, 연료 전지의 가스 유로 출구가 중력 방향에 있어서의 상방을 향하고 있는 경우에는, 제1 공급 유량으로의 소기 후에, 그것보다도 높은 유량의 제2 공급 유량으로의 소기가 실행된다. 따라서, 가스 유로 출구가 중력 방향에 있어서의 상방을 향하고 있음으로써 연료 전지 내부에 저류되어버린 수분을, 보다 확실하게 배출시킬 수 있다. 또한, 제1 공급 유량으로의 소기에 의해 어느 정도의 배수가 행하여진 후에, 제2 공급 유량으로의 소기가 실행되기 때문에, 제2 공급 유량으로의 소기를 위해서 순환 펌프의 회전수를 증대시켰다고 해도, 순환 펌프에 의해 배수가 말려올라가버리는 것이 억제된다.
[2] 상기 형태의 방법에 있어서, 상기 경사 상태 검출 공정은, 수평면에 대한 상기 이동체의 경사 각도를 취득하는 공정이며, 상기 공급 유량 증가 공정은, 상기 경사 각도에 따라서 상기 제2 공급 유량을 변경하는 공정을 포함해도 된다. 이 형태의 방법에 의하면, 연료 전지의 가스 유로 출구가 중력 방향에 있어서의 상방을 향하고 있을 때의 소기에 의한 배수성이 보다 높아진다.
[3] 상기 형태의 방법에 있어서는, 상기 경사 상태 검출 공정은, 수평면에 대한 상기 이동체의 경사 각도를 취득하는 공정이며, 상기 배수 공정은, 상기 배수를 소정의 배수 주기로 배출하는 공정이며, 상기 경사 각도에 따라, 상기 배수 주기를 변경하는 공정을 포함해도 된다. 이 형태의 방법에 의하면, 연료 전지의 가스 유로 출구가 중력 방향에 있어서의 상방을 향하고 있을 때의 배수량을 증대시킬 수 있어, 배수성이 보다 높아진다.
[4] 상기 형태의 방법에 있어서, 상기 연료 전지의 발전에 이용되는 반응 가스 중 제1 반응 가스가 공급되는 상기 가스 유로인 제1 가스 유로를, 상기 소기 가스를 제1 소기 가스로 사용함으로써 소기하는 제1 소기 공정과, 상기 제1 가스 유로와 다른 반응 가스가 공급되는 상기 연료 전지의 제2 가스 유로에 상기 제1 소기 가스와는 다른 제2 소기 가스를 공급하고, 제2 소기 가스에 의해 배출되는 배수를 상기 연료 전지에 접속되어 있는 배수 배관에 의해 상기 이동체의 외부로 유도하는 제2 소기 공정을 구비하고, 상기 제1 소기 공정에서는, 상기 소기 개시 공정과, 상기 배수 공정, 및 상기 공급 유량 증가 공정이 실행되고, 상기 제2 소기 공정에서는, 수평면에 대한 상기 이동체의 경사 상태를 검출하고, 상기 이동체가, 상기 배수 배관이 하류측을 향해서 연장되는 방향이 중력 방향과는 반대측을 향하는 소정의 경사 상태인 경우에, 상기 제2 소기 가스의 유량을 증가시키는 공정이 실행되어도 된다. 이 형태의 방법에 의하면, 연료 전지의 제1 전극측에 대한 소기에 의한 배수성과 함께, 연료 전지의 제2 전극측에 대한 소기에 의한 배수성이 높아진다.
[5] 본 발명의 제2 형태에 의하면, 이동체에 탑재되는 연료 전지 시스템이 제공된다. 이 형태의 연료 전지 시스템은, 연료 전지와, 기액 분리부와, 순환 펌프와, 개폐 밸브와, 제어부와, 경사 상태 검출부를 구비해도 된다. 상기 연료 전지는, 반응 가스를 위한 가스 유로를 내부에 가져도 된다. 상기 기액 분리부는, 상기 연료 전지로부터의 배기 가스를, 기체 성분과 액체 성분으로 분리하고, 상기 액체 성분을 배수로서 저류해도 된다. 상기 순환 펌프는, 상기 기액 분리부에 있어서 분리된 상기 기체 성분을, 상기 연료 전지에 순환시켜도 된다. 상기 개폐 밸브는, 개폐 동작에 의해, 상기 기액 분리부로부터의 상기 배수의 배출을 제어해도 된다. 상기 제어부는, 상기 순환 펌프를 구동시켜서 상기 연료 전지에 소기 가스를 순환시키는 소기 처리와, 상기 연료 전지에 상기 소기 가스가 공급되는 동안 상기 개폐 밸브를 열어 상기 기액 분리부로부터 상기 배수를 배출하는 배수 처리를 실행 가능하면 된다. 상기 경사 상태 검출부는, 수평면에 대한 상기 이동체의 경사 상태를 검출해도 된다. 상기 제어부는, 상기 소기 처리에 있어서, 상기 순환 펌프의 구동에 의해 상기 연료 전지 내의 수분을 소기할 때, 상기 연료 전지 내의 상기 가스 유로에 대하여 소정의 제1 공급 유량으로 상기 소기 가스의 공급을 개시하고, 상기 이동체의 경사 상태가, 상기 가스 유로의 출구가 중력 방향에 있어서의 상방을 향하는 소정의 경사 상태인 경우에, 상기 소기 가스의 공급 개시로부터 소정의 기간 경과 후에, 상기 순환 펌프의 회전수를 증대시켜서, 상기 소기 가스의 공급 유량을, 상기 제1 공급 유량보다도 높은 제2 공급 유량으로 증가시켜도 된다. 이 형태의 연료 전지 시스템에서는, 연료 전지의 가스 유로 출구가 중력 방향에 있어서의 상방을 향하고 있는 경우에는, 제1 공급 유량으로의 소기 후에, 그것보다도 높은 유량의 제2 공급 유량으로의 소기가 실행된다. 따라서, 가스 유로 출구가 중력 방향에 있어서의 상방을 향하고 있음으로써 연료 전지 내부에 저류되어버린 수분을, 보다 확실하게 배출시킬 수 있다. 또한, 제1 공급 유량으로의 소기에 의해 어느 정도의 배수가 행하여진 후에, 제2 공급 유량으로의 소기가 실행되기 때문에, 제2 공급 유량으로의 소기를 위해서 순환 펌프의 회전수를 증대시켰다고 해도, 순환 펌프에 의해 배수가 말려올라가버리는 것이 억제된다.
상술한 본 발명의 각 형태가 갖는 복수의 구성 요소는 모두가 필수적인 것이 아니며, 상술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해서, 또는, 본 명세서에 기재된 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해서, 적절히, 상기 복수의 구성 요소의 일부의 구성 요소에 대해서, 그 변경, 삭제, 새로운 다른 구성 요소와의 교체, 한정 내용의 일부 삭제를 행하는 것이 가능하다. 또한, 상술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해서, 또는, 본 명세서에 기재된 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해서, 상술한 본 발명의 일 형태에 포함되는 기술적 특징의 일부 또는 전부를 상술한 본 발명의 다른 형태에 포함되는 기술적 특징의 일부 또는 전부와 조합하여, 본 발명의 독립된 일 형태로 하는 것도 가능하다.
본 발명은 연료 전지의 배수 방법이나 연료 전지 시스템 이외의 다양한 형태로 실현하는 것도 가능하다. 예를 들어, 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체나, 그 이동체에서 실행되는 배수 방법, 연료 전지 시스템의 제어 방법, 그것들의 방법을 실현하는 컴퓨터 프로그램, 그 컴퓨터 프로그램을 기록한 일시적이지 않은 기록 매체 등의 형태로 실현할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태의 연료 전지 시스템의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 연료 전지 차량에 있어서의 연료 전지의 배치 상태와, 애노드 가스 공급부에 의한 소기 가스의 공급의 개요를 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 애노드 소기 처리의 플로우를 도시하는 설명도이다.
도 4는 제1 소기 제어를 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 제2 소기 제어를 설명하기 위한 설명도이다.
도 6은 제2 실시 형태에 있어서의 애노드 소기 처리의 플로우를 도시하는 설명도이다.
도 7은 기액 분리부의 경사 상태의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 8은 제1 소기 제어에 있어서의 소기 조건의 변경을 설명하기 위한 설명도이다.
도 9는 제2 소기 제어에 있어서의 소기 조건의 변경을 설명하기 위한 설명도이다.
도 10은 기액 분리부의 다른 경사 상태의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 11은 제3 실시 형태로서의 캐소드 소기 처리의 플로우를 도시하는 설명도이다.
도 12는 연료 전지 차량에 있어서의 캐소드 배기 가스 배관의 경사 상태의 일례를 도시하는 모식도이다.
A. 제1 실시 형태:
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 연료 전지 시스템(100)의 구성을 도시하는 개략도이다. 이 연료 전지 시스템(100)은, 이동체의 일 형태인 연료 전지 차량(110)에 탑재되어 있고, 운전자로부터의 요구에 따라, 주로 연료 전지 차량(110)의 구동력으로서 사용되는 전력을 출력한다. 연료 전지 시스템(100)은, 제어부(10)와, 연료 전지(20)와, 캐소드 가스 공급부(30)와, 애노드 가스 공급부(50)와, 경사 각도 검출부(70)를 구비한다.
제어부(10)는, 중앙 처리 장치와 주기억 장치를 구비하는 마이크로 컴퓨터에 의해 구성되고, 주기억 장치상에 프로그램을 판독해서 실행함으로써, 다양한 기능을 발휘한다. 제어부(10)는, 연료 전지 시스템(100)의 각 구성부를 제어하고, 연료 전지(20)에 출력 요구에 따른 전력을 발전시키는 발전 제어부로서의 기능을 갖는다. 또한, 제어부(10)는, 연료 전지 시스템(100) 내로부터 수분을 배출시키기 위한 소기 처리를 실행하는 소기 처리 실행부(15)로서의 기능을 갖는다. 본 실시 형태에서는, 소기 처리 실행부(15)는, 연료 전지(20) 내의 애노드측의 가스 유로 및 애노드 가스 공급부(50)의 배관(51, 61, 63, 65)을 소기하는 애노드 소기 처리를 실행한다. 애노드 소기 처리의 상세에 대해서는 후술한다.
연료 전지(20)는, 반응 가스로서 수소(애노드 가스)와 공기(캐소드 가스)의 공급을 받아 산소와 수소의 전기 화학 반응에 의해 발전하는 고체 고분자형 연료 전지이다. 연료 전지(20)는, 복수의 단셀(21)이 적층된 스택 구조를 갖는다. 각 단셀(21)은, 각각이 단체라도 발전 가능한 발전 요소이며, 전해질막의 양면에 전극을 배치한 발전체인 막전극 접합체와, 막전극 접합체를 사이에 끼우는 2매의 세퍼레이터(도시는 생략)를 갖는다. 전해질막은, 내부에 수분을 포함한 습윤 상태일 때 양호한 프로톤 전도성을 나타내는 고체 고분자 박막이다. 각 단셀(21)의 외주 단부부에는, 각 단셀(21)의 적층 방향으로 연장되고, 각 단셀(21)의 발전부에 분기 접속되어 있는 반응 가스를 위한 매니폴드가 설치되어 있다(도시는 생략). 각 단셀(21)은, 적층된 상태에서, 제1과 제2 엔드 플레이트(22, 23)에 의해, 그 적층 방향으로 끼워진 상태로 체결되어 있다. 제1 엔드 플레이트에는, 이하에 설명하는 배관(31, 41, 51, 61)과 상술한 매니폴드를 접속하기 위한 접속부가 설치되어 있다.
캐소드 가스 공급부(30)는, 연료 전지(20)에 캐소드 가스를 공급하는 기능과, 연료 전지(20)의 캐소드측으로부터 배출되는 배수와 캐소드 배기 가스를 연료 전지 시스템(100)의 외부로 배출하는 기능을 갖는다. 캐소드 가스 공급부(30)는, 연료 전지(20)의 상류측에, 캐소드 가스 배관(31)과, 에어콤프레서(32)와, 에어플로우 미터(33)와, 개폐 밸브(34)를 구비한다. 캐소드 가스 배관(31)은, 연료 전지(20)의 캐소드측의 공급용 매니폴드의 입구에 접속되어 있다. 에어콤프레서(32)는, 캐소드 가스 배관(31)을 통해서 연료 전지(20)와 접속되어 있고, 외기를 도입해서 압축한 공기를, 캐소드 가스로서 연료 전지(20)에 공급한다.
에어 플로우미터(33)는, 에어콤프레서(32)의 상류측에 있어서, 에어콤프레서(32)가 도입하는 외기의 양을 계측하고, 제어부(10)에 송신한다. 제어부(10)는, 이 계측값에 기초하여 에어콤프레서(32)를 구동함으로써, 연료 전지(20)에 대한 공기의 공급량을 제어한다. 개폐 밸브(34)는, 에어콤프레서(32)와 연료 전지(20)의 사이에 설치되어 있다. 개폐 밸브(34)는, 통상 폐쇄된 상태이며, 에어콤프레서(32)로부터 소정의 압력을 갖는 공기가 캐소드 가스 배관(31)에 공급되었을 때 개방한다.
캐소드 가스 공급부(30)는 또한, 연료 전지(20)의 하류측에, 캐소드 배기 가스 배관(41)과, 압력 조절 밸브(43)와, 압력 계측부(44)를 구비한다. 캐소드 배기 가스 배관(41)은, 연료 전지(20)의 캐소드측의 배출용 매니폴드의 출구에 접속되어 있고, 배수 및 캐소드 배기 가스를 연료 전지 시스템(100)의 외부로 유도한다. 압력 조절 밸브(43)는, 캐소드 배기 가스 배관(41)에 있어서의 캐소드 배기 가스의 압력인 연료 전지(20)의 캐소드측의 배압을 조정한다. 압력 계측부(44)는, 압력 조절 밸브(43)의 상류측에 설치되어 있고, 캐소드 배기 가스의 압력을 계측하여, 그 계측값을 제어부(10)에 송신한다. 제어부(10)는, 압력 계측부(44)의 계측값에 기초하여 압력 조절 밸브(43)의 개방도를 조정한다.
애노드 가스 공급부(50)는, 연료 전지(20)에 애노드 가스를 공급하는 기능과, 연료 전지(20)로부터 배출되는 애노드 배기 가스를, 연료 전지 시스템(100)의 외부로 배출하는 기능과, 애노드 가스를 연료 전지 시스템(100) 내에서 순환시키는 기능을 갖는다. 애노드 가스 공급부(50)는, 연료 전지(20)의 상류측에, 애노드 가스 배관(51)과, 수소 탱크(52)와, 개폐 밸브(53)와, 레귤레이터(54)와, 수소 공급 장치(55)와, 압력 계측부(56)를 구비한다. 수소 탱크(52)에는, 연료 전지(20)에 공급하기 위한 고압 수소가 충전되어 있다. 수소 탱크(52)는, 애노드 가스 배관(51)을 통해서 연료 전지(20)의 애노드측의 공급용 매니폴드의 입구에 접속되어 있다.
애노드 가스 배관(51)에는, 개폐 밸브(53)와, 레귤레이터(54)와, 수소 공급 장치(55)와, 압력 계측부(56)가, 상류측인 수소 탱크(52)측에서부터 이 순서대로 설치되어 있다. 제어부(10)는, 개폐 밸브(53)의 개폐를 제어함으로써, 수소 탱크(52)로부터 수소 공급 장치(55)의 상류측에의 수소의 유입을 제어한다. 레귤레이터(54)는, 수소 공급 장치(55)의 상류측에 있어서의 수소의 압력을 조정하기 위한 감압 밸브이며, 그 개방도가 제어부(10)에 의해 제어되고 있다. 수소 공급 장치(55)는, 예를 들어 전자 구동식의 개폐 밸브인 인젝터에 의해 구성된다. 압력 계측부(56)는, 수소 공급 장치(55)의 하류측의 수소의 압력을 계측하고, 제어부(10)에 송신한다. 제어부(10)는, 압력 계측부(56)의 계측값에 기초하여, 수소 공급 장치(55)의 구동 주기, 즉, 개폐 주기를 제어함으로써, 연료 전지(20)에 공급되는 수소량을 제어한다.
애노드 가스 공급부(50)는 또한, 연료 전지(20)의 하류측에, 애노드 배기 가스 배관(61)과, 기액 분리부(62)와, 애노드 가스 순환 배관(63)과, 수소 순환용 펌프(64)와, 애노드 배수 배관(65)과, 배수 밸브(66)와, 압력 계측부(67)를 구비한다. 애노드 배기 가스 배관(61)은, 연료 전지(20)의 애노드측의 배출용 매니폴드의 출구와, 기액 분리부(62)를 접속한다. 애노드 배기 가스 배관(61)에는, 압력 계측부(67)가 설치되어 있다. 압력 계측부(67)는, 연료 전지(20)의 수소 매니폴드의 출구 근방에서, 애노드 배기 가스의 압력인 연료 전지(20)의 애노드측의 배압을 계측하여, 제어부(10)에 송신한다.
기액 분리부(62)에서는, 애노드 배기 가스 배관(61)을 통해서 유입된 애노드 배기 가스가 기체 성분과 액체 성분으로 분리된다. 기액 분리부(62)는, 애노드 가스 순환 배관(63)과, 애노드 배수 배관(65)에 접속되어 있다. 기액 분리부(62)에서 분리된 애노드 배기 가스의 기체 성분은 애노드 가스 순환 배관(63)으로 유도되고, 액체 성분은 배수로서 애노드 배수 배관(65)으로 배출 가능하도록 기액 분리부(62) 내에 저류된다.
기액 분리부(62)는, 내부 공간(80)을 갖는 중공 용체로서 구성되어 있다. 기액 분리부(62)에는, 애노드 배기 가스 배관(61)이 접속되는 입구부(81)와, 애노드 가스 순환 배관(63)이 접속되는 출구부(82)가 각각, 내부 공간(80)에 연통하는 관통 구멍으로서 형성되어 있다. 입구부(81)와 출구부(82)는, 각각의 개구 방향이 교차하도록 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는 입구부(81)와 출구부(82)는, 각각의 개구 방향이 대략 직교하도록 형성되어 있다.
기액 분리부(62)는 또한, 애노드 가스 순환 배관(63)이 접속되는 배수구(83)가, 내부 공간(80)에 연통하는 관통 구멍으로서 형성되어 있다. 배수구(83)는, 내부 공간(80)에 있어서 다른 부위보다도 외측으로 돌출되어 있는 위치에 형성되어 있고, 배수구(83)의 주연에는, 배수구(83)를 향해서 경사져 있는 경사 벽면부(84)가 형성되어 있다. 연료 전지 차량(110)에서는, 기액 분리부(62)는, 입구부(81)와 출구부(82)가 상측에 위치하고, 배수구(83) 및 경사 벽면부(84)가 하측에 위치하도록 배치된다.
애노드 배기 가스 배관(61)으로부터 입구부(81)를 통해서 애노드 배기 가스가 기액 분리부(62)에 도입되면, 애노드 배기 가스는, 내부 공간(80)에 있어서, 입구부(81)에 대향하는 내벽면에 충돌한 뒤, 출구부(82)로 유도된다. 애노드 배기 가스와 함께 입구부(81)로부터 내부 공간(80)에 유입된 액체 성분은, 내부 공간(80)의 내벽면에 충돌해서 부착되고, 중력 방향 하방으로 흘러서, 배수(LW)로서 배수구(83)의 주연의 경사 벽면부(84)에 저류된다. 이와 같이, 기액 분리부(62)에 있어서 기액 분리된 기체 성분은, 애노드 가스 순환 배관(63)으로 흘러, 액체 성분은 내부 공간(80)에 저류된다.
애노드 가스 순환 배관(63)은, 애노드 가스 배관(51)의 수소 공급 장치(55)보다 하류에 접속되어 있다. 애노드 가스 순환 배관(63)에는, 수소 순환용 펌프(64)가 설치되어 있다. 수소 순환용 펌프(64)의 구동에 의해, 기액 분리부(62)에서 분리된 기체 성분은, 애노드 가스 배관(51)에 송출되고, 연료 전지(20)의 애노드에 순환된다. 수소 순환용 펌프(64)는, 본 발명에 있어서의 순환 펌프의 하위 개념에 상당한다.
애노드 배수 배관(65)은, 상류 단부가 기액 분리부(62)의 배수구(83)에 접속되어 있고, 하류 단부가 캐소드 배기 가스 배관(41)에 합류되어 있다. 애노드 배수 배관(65)에는, 배수 밸브(66)가 설치되어 있다. 배수 밸브(66)는, 제어부(10)로부터의 지령에 따라서 개폐하는 개폐 밸브이다. 제어부(10)는, 통상 배수 밸브(66)를 폐쇄해 두고, 미리 설정된 소정의 타이밍에 배수 밸브(66)를 개방한다. 배수 밸브(66)가 열렸을 때, 기액 분리부(62)의 내부 공간(80)에 저류되어 있는 배수와 함께, 애노드 배기 가스 중의 불활성 가스가 애노드 배수 배관(65)을 통해서 캐소드 배기 가스 배관(41)에 배출된다. 이에 의해, 애노드측의 배수와 애노드 배기 가스는, 캐소드측의 배수 및 캐소드 배기 가스와 함께 배출된다.
경사 각도 검출부(70)는, 예를 들어 가속도 센서에 의해 구성되고, 연료 전지 차량(110)의 전후 방향인 길이 방향 및 좌우 방향인 폭 방향 각각에 있어서의 수평면에 대한 경사 각도를 검출하여, 제어부(10)에 출력한다. 본 명세서에 있어서, 연료 전지 차량(110)에 있어서의 「우」, 「좌」, 「전」, 「후」, 「상」, 「하」는 각각, 연료 전지 차량(110)에 탑승하고 있을 때의 운전자를 기준으로 하는 방향이다. 제어부(10)의 소기 처리 실행부(15)는, 경사 각도 검출부(70)의 검출 결과에 기초하여 소기 처리를 실행한다(후술).
그 밖에, 연료 전지 시스템(100)은, 연료 전지(20)에 냉매를 공급해서 연료 전지(20)의 운전 온도를 제어하는 냉매 공급부를 구비하는데, 그 도시 및 상세한 설명은 생략한다. 또한, 연료 전지 시스템(100)은, 이차 전지와, DC/DC 컨버터를 구비한다(도시는 생략). 이차 전지는, 연료 전지(20)가 출력하는 전력이나 회생 전력을 축전하여, 연료 전지(20)와 함께 전력원으로서 기능한다. DC/DC 컨버터는, 이차 전지의 충방전이나 연료 전지(20)의 출력 전압을 제어할 수 있다. 또한, 연료 전지 시스템(100)은, 이차 전지의 전력을 사용함으로써, 연료 전지(20)의 운전 정지 후에도 구동 가능하다.
도 2는, 연료 전지 차량(110)에 있어서의 연료 전지(20)의 배치 상태와, 애노드 가스 공급부(50)에 의한 소기 가스의 공급의 개요를 설명하기 위한 모식도이다. 도 2에는, 수평면에 대하여 경사져 있는 지면(GD)에 배치되어 있는 상태의 연료 전지 차량(110)을 전방에서 후방으로 보았을 때의 외형 윤곽선이 일점 쇄선에 의해 도시되어 있다. 도 2에는, 연료 전지 차량(110)에 탑재되어 있는 상태의 연료 전지(20)가 도시되어 있고, 연료 전지(20)에 접속되어 있는 애노드 가스 공급부(50)의 일부가 도시되어 있다. 도 2에서는, 배출용 매니폴드(25) 내에 저류되어 있는 액수가 모식적으로 도시되어 있다. 그 밖에, 도 2에는, 중력 방향을 나타내는 화살표(G)와, 수평면에 평행한 수평축(HX)이 도시되어 있다.
연료 전지 차량(110)에서는, 연료 전지(20)는, 단셀(21)의 적층 방향이 연료 전지 차량(110)의 폭 방향과 거의 평행해지도록 배치되어 있다. 연료 전지(20)의 내부에는, 애노드측의 가스 유로인 공급용 매니폴드(24)와 배출용 매니폴드(25)가, 단셀(21)의 적층 방향으로 연장되어 있다. 연료 전지 차량(110)에서는, 애노드측의 공급용 매니폴드(24)는 상측에 위치하고, 애노드측의 배출용 매니폴드(25)는 하측에 위치하고 있다. 이 배치 구성에 의해, 각 단셀(21)의 애노드측의 수분은, 애노드 가스의 흐름과 중력에 따라, 배출용 매니폴드(25)로 흘러, 애노드 가스를 포함하는 애노드 배기 가스와 함께, 애노드 배기 가스 배관(61)에 유입된다(파선 화살표). 본 실시 형태의 연료 전지 차량(110)에서는, 소기 처리 실행부(15)가 실행하는 애노드 소기 처리에 있어서, 애노드 가스 공급부(50)로부터 송출되는 소기 가스가, 연료 전지(20) 내를 애노드 가스와 마찬가지로 흐른다.
본 실시 형태의 연료 전지 시스템(100)에서는, 애노드 소기 처리에 있어서, 애노드 가스 공급부(50)는, 연료 전지(20) 내의 애노드측의 가스 유로에 소기 가스를 송출하는 소기 가스 공급부로서 기능한다. 소기 처리 실행부(15)는, 수소 공급 장치(55)를 통한 수소 탱크(52)로부터의 수소의 공급을 정지한 상태에서, 수소 순환용 펌프(64)를 구동한다. 이에 의해, 연료 전지(20) 내의 애노드측의 가스 유로나 애노드 가스 공급부(50)의 각 배관(51, 61, 63) 내에 잔류하고 있는 수소를 포함하는 잔류 가스가 소기 가스로서 순환하여, 연료 전지(20) 내나 각 배관(51, 61, 63) 내가 소기된다.
소기 가스에 의해 연료 전지(20) 내나 각 배관(51, 61, 63)으로부터 배출된 배수는, 기액 분리부(62)의 내부 공간(80)에 저류된다. 소기 처리 실행부(15)는, 수소 순환용 펌프(64)에 의해 소기 가스가 순환되고 있는 동안에 배수 밸브(66)를 정기적으로 개방함으로써, 기액 분리부(62)에 저류된 배수(LW)를 외부에 배출한다. 이 일련의 소기 가스의 순환 및 배수의 공정은, 본 발명에 있어서의 소기 가스 순환 배수 공정의 하위 개념에 상당한다. 소기 처리 실행부(15)는, 이하에 설명하는 애노드 소기 처리에 있어서, 수소 순환용 펌프(64)의 회전수나 배수 밸브(66)의 개폐 주기를 제어한다.
도 3은, 소기 처리 실행부(15)에 의해 실행되는 애노드 소기 처리의 플로우를 도시하는 설명도이다. 연료 전지 차량(110)에서는, 연료 전지(20)의 운전을 종료할 때나, 연료 전지(20)의 운전을 정지하고 있는 동안에, 연료 전지(20) 내 및 애노드 가스 공급부(50) 내에 잔류하고 있는 수분을 외부로 배출해서 저감하기 위해 애노드 소기 처리를 실행한다. 이 애노드 소기 처리에 의해, 잔류 수분의 동결에 기인하는 시스템의 기동성의 저하나, 잔류 수분에 기인하는 부품의 열화가 억제된다. 소기 처리 실행부(15)는, 이하에 설명하는 바와 같이, 연료 전지 차량(110)의 현재의 배치 상태에 따라서 서로 다른 소기 제어를 실행한다.
스텝 S10에서는, 소기 처리 실행부(15)는 경사 각도 검출부(70)에 의해, 수평면에 대한 연료 전지 차량(110)의 경사 상태를 나타내는 파라미터로서, 수평면에 대한 연료 전지 차량(110)의 폭 방향에 있어서의 경사 각도를 취득한다. 스텝 S10의 처리 공정은, 본 발명에 있어서의 경사 상태 검출 공정의 하위 개념에 상당한다. 스텝 S20에서는, 소기 처리 실행부(15)는, 그 경사 각도에 기초하여, 연료 전지(20)가, 애노드측의 배출용 매니폴드(25)의 출구가 중력 방향에 있어서의 상방을 향하는 소정의 경사 각도를 갖는 경사 상태인지 여부를 판정한다.
본 실시 형태의 연료 전지 차량(110)(도 2)에서는, 연료 전지(20)는, 단셀(21)의 적층 방향이 연료 전지 차량(110)의 폭 방향과 거의 평행해지도록 배치되어 있다. 소기 처리 실행부(15)는, 연료 전지 차량(110)이, 연료 전지(20)의 제1 엔드 플레이트(22)측이 중력 방향에 있어서의 상방이 되는 방향으로, 수평면에 대하여 소정의 역치 각도(예를 들어 5 내지 15°) 보다 더 큰 경사 각도(θ)를 갖고 있는지 여부를 판정한다.
소기 처리 실행부(15)는, 경사 각도(θ)가 역치 각도 이하이고, 연료 전지(20)가, 애노드측의 배출용 매니폴드(25)의 출구가 중력 방향에 있어서의 상방을 향하는 경사 상태가 아니라고 판정한 경우에는, 제1 소기 제어를 실행한다(도 3의 스텝 S30). 한편, 소기 처리 실행부(15)는, 경사 각도(θ)가 역치 각도보다 크고, 연료 전지(20)가, 애노드측의 배출용 매니폴드(25)의 출구가 중력 방향에 있어서의 상방을 향하는 경사 상태에 있다고 판정한 경우에는, 제2 소기 제어를 실행한다(스텝 S40).
도 4는, 제1 소기 제어를 설명하기 위한 설명도이다. 도 4에는, 제1 소기 제어에 있어서의 수소 순환용 펌프(64)의 회전수의 변화의 타이밍과, 배수 밸브(66)의 개폐 타이밍을 나타내는 타이밍 차트의 일례가 도시되어 있다. 제1 소기 제어에서는, 소기 처리 실행부(15)는, 먼저, 시각 t1 내지 t2의 제1 기간(P1)에서, 수소 순환용 펌프(64)를 소정의 제1 회전수(R1)로 구동하고, 연료 전지(20) 및 애노드 가스 공급부(50)에 있어서 소기 가스를 순환시킨다. 제1 회전수(R1)나 제1 기간(P1)의 시간의 길이는, 연료 전지(20) 내의 잔류 수분을 애노드 배기 가스 배관(61)에 배출시킬 수 있도록 실험적으로 미리 구해진 값으로 설정되어 있으면 된다.
소기 처리 실행부(15)는, 시각 t2에서, 수소 순환용 펌프(64)의 회전수를 제1 회전수(R1)로부터, 제1 회전수(R1)보다도 작은 제2 회전수(R2)로 저하시키고, 시각 t3까지 제2 회전수(R2)로의 수소 순환용 펌프(64)의 구동을 계속한다. 소기 처리 실행부(15)는, 시각 t3에서 수소 순환용 펌프(64)의 구동을 정지시킨다. 이 시각 t2 내지 t3의 제2 기간(P2)의 사이의 소기 가스의 순환은, 압력 손실이 작은 애노드 가스 공급부(50) 내의 각 배관(51, 61, 63)에 있어서의 잔류 수분의 소기를 목적으로 하고 있기 때문에, 제1 기간(P1)일 때보다도 소기 가스의 공급 유량은 낮아도 된다. 이에 의해, 불필요하게 높은 회전수로 수소 순환용 펌프(64)가 구동되어, 소기에 수반되는 에너지 소비량이나 소음의 증대가 억제된다.
소기 처리 실행부(15)는, 수소 순환용 펌프(64)의 구동에 의해 소기 가스가 순환되고 있는 기간인 제1 기간(P1) 및 제2 기간(P2)에는, 배수 밸브(66)를 소정의 제1 주기(T1)로 단시간(예를 들어 수초 정도)만 개방한다. 배수 밸브(66)의 개폐 반복에 의해, 소기 가스의 순환에 의해 기액 분리부(62)에 저류된 배수가 정기적으로 배출된다.
소기 처리 실행부(15)는, 수소 순환용 펌프(64)의 구동이 정지된 후의 제3 기간(P3)(시각 t3 내지 시각 t4)에는, 제1 주기(T1)보다도 짧은 제2 주기(T2)로 배수 밸브(66)의 개폐를 반복한다. 배수 밸브(66)의 개폐가 반복될 때마다, 연료 전지(20)의 애노드측의 배압과 대기압과의 차압에 의해 배수 밸브(66)로부터 가스가 분사된다. 이에 의해, 배수 밸브(66)의 밸브체와 밸브 시트와의 사이가 소기되어, 배수 밸브(66)의 동결에 의한 고착이나, 부착되어 있는 수분에 의한 배수 밸브(66)의 열화가 억제된다. 이와 같이, 제1 소기 제어에서는, 소기 가스의 공급 유량이나 배수 주기 등이 상이한 3개의 기간(P1 내지 P3)에 의해 소기가 실행된다.
도 5는, 제2 소기 제어를 설명하기 위한 설명도이다. 도 5에는, 도 4와 마찬가지의 타이밍 차트의 일례가 도시되어 있다. 제2 소기 제어에서는, 소기 처리 실행부(15)는, 먼저, 시각 t1a 내지 t2a의 사이의 제1 기간(P1a)에서, 수소 순환용 펌프(64)를 소정의 제1 회전수(R1a)로 구동한다. 본 실시 형태에서는, 제2 소기 제어에 있어서의 제1 회전수(R1a)와 제1 기간(P1a)의 시간의 길이는, 제1 소기 제어에 있어서의 제1 회전수(R1)와 제1 기간(P1)의 시간 길이와 거의 동일하다. 즉, 제2 소기 제어의 최초의 제1 기간(P1a)에서는, 제1 소기 제어의 제1 기간(P1)과 마찬가지로, 연료 전지(20) 내의 애노드측의 가스 유로의 잔류 수분의 소기를 목적으로 하고 있다. 시각 t1a에서 소기가 개시되는 공정이 본 발명의 소기 개시 공정의 하위 개념에 상당한다. 또한, 수소 순환용 펌프(64)의 제1 회전수(R1a)로의 구동은, 소기 가스를 제1 공급 유량으로의 공급에 상당한다.
계속되는 시각 t2a 내지 t3a의 제2 기간(P2a)에서는, 소기 처리 실행부(15)는, 수소 순환용 펌프(64)의 회전수를 제1 회전수(R1a)로부터, 제1 회전수(R1a)보다도 큰 제2 회전수(R2a)로 증대시킨다. 이에 의해, 연료 전지(20) 내의 애노드측의 가스 유로에 대한 소기 가스의 공급 유량이 제1 기간(P1)일 때보다도 커진다. 연료 전지(20)가 제2 소기 제어가 실행되는 경사 상태에 있을 때는, 연료 전지(20) 내의 제2 엔드 플레이트(23)측에 배수(LW)가 저류되어버렸을 가능성이 있다(도 2). 그 때문에, 제2 기간(P2a)에서, 소기 가스의 공급 유량을 증가시킴으로써, 그 저류되어 있는 배수(LW)의 연료 전지(20) 외부로의 배출이 촉진된다. 시각 t2a에서의 수소 순환용 펌프(64)의 회전수를 증대시키는 공정이, 본 발명에 있어서의 공급 유량 증가 공정의 하위 개념에 상당한다. 또한, 수소 순환용 펌프(64)의 회전수의 제1 회전수(R1a)로부터 제2 회전수(R2a)에의 증가는, 소기 가스의 공급 유량의 제1 공급 유량으로부터 제2 공급 유량에의 증가에 상당한다.
시각 t3a 내지 시각 t4a의 제3 기간(P3a)에서는, 소기 처리 실행부(15)는, 수소 순환용 펌프(64)의 회전수를 제3 회전수(R3a)로 저하시킨다. 본 실시 형태에서는, 제2 소기 제어에 있어서의 제3 회전수(R3a)는, 제1 소기 제어에 있어서의 제2 회전수(R2)(도 4)와 거의 동일한 회전수가다. 제3 기간(P3a)에서의 소기는, 제1 소기 제어의 제2 기간(P2)과 마찬가지로, 애노드 가스 공급부(50) 내의 각 배관(51, 61, 63)에 있어서의 잔류 수분의 소기를 목적으로 하고 있다. 제3 기간(P3a)에서 수소 순환용 펌프(64)의 회전수를 저하시킴으로써, 소기의 실행 중에 있어서의 에너지 소비량의 증가나 소음이 억제된다. 소기 처리 실행부(15)는, 시각 t4a에서 수소 순환용 펌프(64)의 구동을 정지시킨다.
소기 처리 실행부(15)는, 수소 순환용 펌프(64)의 구동에 의해 소기 가스가 순환되고 있는 제1 기간(P1a)으로부터 제3 기간(P3a)의 사이에는, 제1 소기 제어와 마찬가지로, 배수 밸브(66)를 소정의 제1 주기(T1)로 단시간만 개방한다. 이에 의해, 소기 가스의 순환에 의해 기액 분리부(62)에 저류된 배수가 정기적으로 배출된다. 소기 처리 실행부(15)는, 수소 순환용 펌프(64)의 구동이 정지된 후의 제4 기간(P4a)(시각 t4a 내지 시각 t5a)에는, 제1 소기 제어의 제3 기간(P3)과 마찬가지로, 제1 주기(T1)보다도 짧은 제2 주기(T2)로 배수 밸브(66)의 개폐를 반복한다. 이에 의해, 배수 밸브(66)가 소기되어, 배수 밸브(66)의 동결에 의한 고착이나 부착되어 있는 수분에 의한 열화가 억제된다. 이와 같이, 제2 소기 제어에서는, 소기 가스의 공급 유량이나 배수 주기 등이 상이한 4개의 기간(P1a 내지 P4a)에서 소기가 실행된다.
제2 소기 제어에서는, 제1 기간(P1a)에서 연료 전지(20) 내로부터 어느 정도의 배수가 실행된 후에, 높은 공급 유량의 소기 가스에 의한 연료 전지(20) 내의 소기가 추가적으로 실행되고 있다. 그 때문에, 경사져 있는 연료 전지(20) 내에 저류되어 있는 배수의 배출이, 더 효과적으로 실행된다. 또한, 제2 기간(P2a)에서 수소 순환용 펌프(64)의 회전수를 증대시킬 때는, 제1 기간(P1)에서 기액 분리부(62)로부터의 정기적인 배수가 행하여지고 있다. 즉, 제2 기간(P2a)에서는, 기액 분리부(62) 내의 수분이 저감된 상태에서 수소 순환용 펌프(64)의 회전수가 증대되기 때문에, 회전수의 증대에 기인해서 기액 분리부(62) 내의 수분이 수소 순환용 펌프(64)에 흡인되어버리는 것이 억제된다.
이상과 같이, 제1 실시 형태의 애노드 소기 처리에 의하면, 연료 전지(20)의 배출용 매니폴드(25)의 출구가 위를 향하는 경사 상태일 때는, 제1 소기 제어 대신에 제2 소기 제어가 실행되기 때문에, 높은 배수성을 얻을 수 있다.
B. 제2 실시 형태:
도 6은, 본 발명의 제2 실시 형태에서의 애노드 소기 처리의 플로우를 도시하는 설명도이다. 제2 실시 형태의 애노드 소기 처리는, 제1 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지의 구성을 갖는 연료 전지 시스템(100)을 탑재하는 연료 전지 차량(110)에서 실행된다(도 1, 도 2). 제2 실시 형태에서의 애노드 소기 처리는, 이하에 설명하는 스텝 S25, S26의 처리가 추가되어 있음으로써, 제1 소기 제어나 제2 소기 제어에 있어서의 소기의 조건이 변경되는 점 이외는, 제1 실시 형태의 애노드 소기 처리와 거의 동일하다. 소기 처리 실행부(15)는, 스텝 S20에서 제1 소기 제어 또는 제2 소기 제어 중 어느 하나의 실행이 결정된 후에, 각 소기 제어에서의 소기 조건을 기액 분리부(62)의 경사 각도에 기초해서 변경한다(스텝 S25, S26).
도 7 내지 도 10을 참조하여, 기액 분리부(62)의 경사 각도에 기초하는 제1 소기 제어 또는 제2 소기 제어에 있어서의 소기 조건의 변경 처리를 설명한다. 도 7은, 기액 분리부(62)의 경사 상태의 일례를 도시하는 모식도이다. 도 7에는, 경사져 있는 기액 분리부(62)와 함께, 수평면에 평행한 수평축(HX)이 도시되어 있다. 연료 전지 차량의 경사 상태에 따라는, 기액 분리부(62)는, 배수구(83)가 경사 벽면부(84)의 내벽면보다도 중력 방향에 있어서의 상방에 위치해버리도록 경사져버리는 경우가 있다. 이러한 경사 상태에 있을 때는, 배수(LW)가 배수구(83)보다도 중력 방향 하측으로 되어 있는 부위에 저류되어버릴 가능성이 있다.
소기 처리 실행부(15)는, 스텝 S10에서 취득한 연료 전지 차량의 폭 방향 및 전후 방향에 있어서의 경사 각도와, 연료 전지 차량(110)에 있어서의 기액 분리부(62)의 배치 각도에 기초하여, 기액 분리부(62)의 수평면에 대한 경사 각도(Φ)를 산출한다. 경사 각도(Φ)는, 중력 방향과 기액 분리부(62)의 배수구(83)의 개구 방향과의 사이의 각도에 일치한다. 소기 처리 실행부(15)는, 기액 분리부(62)의 경사 각도(Φ)가, 소정의 역치 각도보다도 크고, 배수구(83)가 경사 벽면부(84)의 내벽면보다도 중력 방향에 있어서의 상방에 위치하는 각도인 경우에는, 당해 경사 각도(Φ)에 기초하여 소기 가스의 공급 유량을 변경한다. 소정의 역치 각도는, 예를 들어 연료 전지 차량(110)이 수평면에 배치되어 있을 때의 수평면에 대한 경사 벽면부(84)에 있어서의 내벽면의 각도와 동일한 값으로 설정되어 있어도 된다. 소기 처리 실행부(15)는, 이하에 설명하는 맵을 사용해서 기액 분리부(62)의 경사 각도(Φ)에 따른 소기 가스의 공급 유량을 결정한다.
본 제2 실시 형태에서는, 기액 분리부(62)의 경사 각도(Φ)가 커질수록 연료 전지(20)의 애노드측의 배압인 애노드 출구측의 압력이, 아래로 볼록한 곡선을 그리도록 높아지는 관계가 설정되어 있는 맵이 사용된다. 소기 처리 실행부(15)는, 미리 준비되어 있는 당해 맵을 참조하여, 기액 분리부(62)의 경사 각도(Φ)에 대한 연료 전지(20)의 애노드 출구측의 목표 압력(Pa)을 취득하고, 목표 압력(Pa)을 달성하기 위한 소기 가스의 목표 공급 유량을 결정한다. 소기 처리 실행부(15)는, 소기 가스의 목표 공급 유량에 기초하여 수소 순환용 펌프(64)의 회전수를 변경한다.
도 8은, 제1 소기 제어에 있어서의 소기 조건의 변경을 설명하기 위한 설명도이다. 소기 처리 실행부(15)는, 제1 소기 제어를 실행하는 경우에는, 제1 소기 제어의 제2 기간(P2)에서의 수소 순환용 펌프(64)의 회전수(R2)를, 애노드측의 목표 압력(Pa)에 기초하는 회전수(R2c)로 증대시킨다. 이에 의해, 제2 기간(P2)에서, 연료 전지(20)의 애노드 압력이 목표 압력(Pa)으로 높아지고, 기액 분리부(62)의 내부 공간(80)에서의 압력이 향상된다. 따라서, 배수 밸브(66)를 개방했을 때의 배수 유속이 높아져서, 기액 분리부(62)의 경사에 의해 저류되어버린 배수(LW)의 배출이 촉진된다. 또한, 수소 순환용 펌프(64)의 회전수가 통상보다 높아지는 것은, 제1 기간(P1)에서 이미 기액 분리부(62)로부터의 배수가 행하여진 후의 제2 기간(P2)이다. 따라서, 수소 순환용 펌프(64)의 회전수의 증가에 수반하여, 기액 분리부(62)로부터 수소 순환용 펌프(64)에 배수가 흡인되어버리는 것이 억제된다.
도 9는, 제2 소기 제어에 있어서의 소기 조건의 변경을 설명하기 위한 설명도이다. 소기 처리 실행부(15)는, 제2 소기 제어를 실행하는 경우에는, 제2 소기 제어의 제2 기간(P2a)과 제3 기간(P3a)에서의 수소 순환용 펌프(64)의 회전수(R2a, R3a)를 각각, 애노드측의 목표 압력(Pa)에 기초하는 회전수(R2ac, R3ac)로 증대시킨다. 이에 의해, 제2 기간(P2a) 및 제3 기간(P3a)에서, 연료 전지(20)의 애노드 압력이 목표 압력(Pa)으로 높아지고, 기액 분리부(62)의 내부 공간(80)에서의 압력이 향상된다. 따라서, 배수 밸브(66)를 개방했을 때의 배수 유속이 높아지고, 기액 분리부(62)의 경사에 의해 저류되어버린 배수(LW)의 배출이 촉진된다. 또한, 수소 순환용 펌프(64)의 회전수가 통상보다 높아지는 것은, 제1 기간(P1a)에서 이미 기액 분리부(62)로부터의 배수가 행하여진 후의 기간(P2a, P3a)이다. 따라서, 수소 순환용 펌프(64)의 회전수의 증가에 수반하여, 기액 분리부(62)로부터 수소 순환용 펌프(64)에 배수가 흡인되어버리는 것이 억제된다.
소기 처리 실행부(15)는, 상술한 기액 분리부(62)의 경사 각도(Φ)에 기초하는 수소 순환용 펌프(64)의 회전수의 변경과 함께, 이하에 설명하는 소기 조건의 변경을 행해도 된다. 소기 처리 실행부(15)는, 제1 소기 제어 및 제2 소기 제어에 있어서 배수 밸브(66)가 열리는 소정의 주기(T1)를 경사 각도(Φ)가 클수록 짧은 주기(보정 후 주기(T1c))로 설정한다. 이에 의해, 기액 분리부(62)로부터의 배수의 횟수가 증가하여, 기액 분리부(62)로부터의 배수성이 높여진다. 또한, 소기 처리 실행부(15)는, 기액 분리부(62)의 배수구(83)가 경사 벽면부(84)의 내벽면보다도 중력 방향에 있어서의 상방에 위치하는 경사 상태에 있을 때, 경사 각도(Φ)에 기초하는 수소 순환용 펌프(64)의 회전수의 변경 대신에, 배수 밸브(66)의 개폐 주기(T1)의 변경만을 실행해도 된다.
도 10은, 기액 분리부(62)의 다른 경사 상태의 일례를 도시하는 모식도이다. 연료 전지 차량의 경사 상태에 따라는, 기액 분리부(62)는, 내부 공간(80) 내의 배수(LW)의 수면이 출구부(82)에 근접하는 방향으로 경사져버리는 경우가 있다. 구체적으로는, 내부 공간(80)을 향하는 입구부(81)의 개구 방향이 중력 방향 하측을 향하도록 기액 분리부(62)가 경사지는 경우나, 출구부(82)가 형성되어 있는 내부 공간(80)의 내벽면이 중력 방향 아래측이 되도록 기액 분리부(62)가 경사지는 경우이다. 소기 처리 실행부(15)는, 연료 전지 차량의 폭 방향 및 전후 방향의 경사 각도에 기초하여, 기액 분리부(62)의 그러한 경사 상태를 검출한 경우에는, 상술한 것과 마찬가지로, 제1 소기 제어 및 제2 소기 제어에 있어서의 배수 밸브(66)가 개방되는 주기(T1)를 짧게 한다. 이에 의해, 제1 소기 제어 및 제2 소기 제어에 있어서, 단위 시간당 기액 분리부(62)로부터의 배수 횟수가 증가하여, 배수(LW)의 양이 신속하게 저감되기 때문에, 출구부(82)에의 배수(LW)의 진입이 억제된다. 소기 처리 실행부(15)는, 제1 소기 제어 및 제2 소기 제어에 있어서 배수 밸브(66)가 개방되었을 때 1회당의 개방 밸브 시간이 길어지도록 변경해도 된다.
이상과 같이, 제2 실시 형태의 애노드 소기 처리라면, 기액 분리부(62)의 경사에 따라서 소기의 조건이 변경되기 때문에, 기액 분리부(62)로부터의 배수성이 높아진다. 또한, 제2 실시 형태의 애노드 소기 처리라면, 제1 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지의 작용 효과를 발휘할 수 있다.
C. 제3 실시 형태:
도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에서의 캐소드 소기 처리의 플로우를 도시하는 설명도이다. 제3 실시 형태의 캐소드 소기 처리는, 제1 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지의 구성을 갖는 연료 전지 시스템(100)을 탑재하는 연료 전지 차량(110)에 있어서, 소기 처리 실행부(15)에 의해, 제1 실시 형태에서 설명한 애노드 소기 처리와 함께 실행된다(도 1, 도 2). 캐소드 소기 처리는, 캐소드 가스 공급부(30)의 에어콤프레서(32)에 의해 도입된 외기를 소기 가스로 해서, 연료 전지(20) 내의 캐소드측의 가스 유로 및 캐소드 가스 공급부(30)의 각 배관(31, 41) 내를 소기하는 처리이다. 즉, 제3 실시 형태의 연료 전지 시스템(100)에서는, 애노드 가스 공급부(50)가 제1 소기 가스 공급부로서 기능하고, 캐소드 가스 공급부(30)가 제2 소기 가스 공급부로서 기능한다. 캐소드 소기 처리는, 연료 전지(20)의 운전을 종료할 때나 연료 전지(20)의 운전을 정지하고 있는 동안에 실행된다. 캐소드 소기 처리는, 애노드 소기 처리와 동시 병행적으로 실행되어도 되고, 애노드 소기 처리와는 시간을 어긋나게 해서 실행되어도 된다. 애노드 소기 처리의 소기 공정이 본 발명에서의 제1 소기 공정의 하위 개념에 상당하고, 캐소드 소기 처리의 소기 공정이 본 발명에서의 제2 소기 공정의 하위 개념에 상당한다.
스텝 S110에서는, 소기 처리 실행부(15)는, 경사 각도 검출부(70)에 의해, 연료 전지 차량(110)의 수평면에 대한 경사 각도를 취득한다. 스텝 S120에서는, 소기 처리 실행부(15)는, 연료 전지 차량(110)의 경사 각도에 기초하여, 캐소드 배기 가스 배관(41)의 경사 상태를 검출하고, 캐소드 배기 가스 배관(41)의 경사 각도에 기초하여, 소기 가스의 목표 공급 유량을 결정한다. 스텝 S130에서는, 소기 처리 실행부(15)는, 소기 가스의 목표 공급 유량에 기초하는 회전수로 에어콤프레서(32)를 구동해서 소기를 실행한다.
도 12는, 연료 전지 차량(110)에 있어서의 캐소드 배기 가스 배관(41)의 경사 상태의 일례를 도시하는 모식도이다. 도 12의 상단에는, 연료 전지 차량(110)이 지면(GD)에 수평하게 배치되어 있는 상태가 모식적으로 도시되어 있다. 도 12의 하단에는, 연료 전지 차량(110)의 전방측이 중력 방향 하방으로 향하도록 경사져서 배치되어 있는 상태가 모식적으로 도시되어 있다. 연료 전지 차량(110)에서는, 캐소드 배기 가스 배관(41)은 연료 전지(20)로부터 연료 전지 차량(110)의 후방을 향해서, 연료 전지 차량(110)의 전후 방향으로 연장되어 있다. 소기 처리 실행부(15)는, 캐소드 배기 가스 배관(41)의 하류측이, 도 12의 하단에 나타내고 있는 바와 같이, 중력 방향에 있어서의 상방을 향하고 있는 경사 상태인 경우에는, 그 경사 각도가 클수록, 소기 가스의 목표 공급 유량이 높아지도록 설정한다. 이에 의해, 중력의 영향에 의해 연료 전지(20) 내 및 캐소드 배기 가스 배관(41) 내에서 치우쳐서 존재하고 있는 배수의 소기에 의한 배수성이 확보된다.
이상과 같이, 제3 실시 형태의 캐소드 소기 처리에 의하면, 캐소드 배기 가스 배관(41)의 경사 상태에 따라서 소기 가스의 공급 유량이 변경되기 때문에, 캐소드 소기 처리에 의한 배수성이 높아진다. 제3 실시 형태의 연료 전지 차량(110)에서는, 연료 전지 시스템(100)에 있어서 캐소드 소기 처리와 애노드 소기 처리가 실행되기 때문에, 연료 전지(20) 내의 캐소드측과 애노드측의 가스 유로의 배수성이 높아진다. 애노드 소기 처리에서는, 제1 실시 형태나 제2 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지의 작용 효과를 발휘할 수 있다.
D. 변형예:
D1. 변형예 1:
상기 각 실시 형태의 애노드 소기 처리에서는, 제2 소기 제어의 제1 기간(P1a)에서의 수소 순환용 펌프(64)의 제1 회전수(R1a)와, 제1 소기 제어의 제1 기간(P1)에서의 수소 순환용 펌프(64)의 제1 회전수(R1)는 거의 동일한 값이다. 이에 반해, 제2 소기 제어의 제1 기간(P1a)에서의 수소 순환용 펌프(64)의 제1 회전수(R1a)와, 제1 소기 제어의 제1 기간(P1)에서의 수소 순환용 펌프(64)의 제1 회전수(R1)는 상이한 값이어도 된다. 제2 소기 제어에서의 수소 순환용 펌프(64)의 제1 회전수(R1a)는, 기액 분리부(62)에 저류되어 있는 배수를 흡인해버리지 않을 정도의 회전수로 설정되어 있는 것이 바람직하고, 연료 전지(20) 내로부터의 배수성을 확보할 수 있는 회전수로 설정되고 있는 것이 더 바람직하다.
D2. 변형예 2:
상기 각 실시 형태의 애노드 소기 처리에서는, 제2 소기 제어의 제1 기간(P1a)의 시간의 길이와, 제1 소기 제어의 제1 기간(P1)의 시간의 길이는 거의 동일하다. 이에 반해, 제2 소기 제어의 제1 기간(P1a)의 길이와, 제1 소기 제어의 제1 기간(P1)의 시간의 길이는 상이한 값이어도 된다. 제2 소기 제어의 제1 기간(P1a)의 길이는, 제1 소기 제어의 제1 기간(P1)의 시간의 길이보다 짧아도 된다. 제2 소기 제어의 제1 기간(P1a)의 길이는, 기액 분리부(62) 내에 저류되어 있는 수분량을, 수소 순환용 펌프(64)에 의해 흡인되지 않을 정도로 저감 가능할 정도의 시간으로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 제2 소기 제어의 제1 기간(P1a)의 길이는, 연료 전지(20)의 운전 중의 생성수량(발전량)에 기초하여 가변하도록 조정되어도 된다.
D3. 변형예 3:
상기 각 실시 형태에서는, 스텝 S10에서, 수평면에 대한 연료 전지 차량(110)의 경사 각도를 검출하는 경사 각도 검출 공정이 실행되고 있다. 이에 반해, 스텝 S10의 경사 각도 검출 공정은 생략되어도 된다. 이 경우에는, 예를 들어 진자와 같이 중력 방향의 변화에 따라서 물리적으로 변위하는 스위치 등에 의해, 연료 전지(20)가 애노드측의 배출용 매니폴드의 출구가 위를 향하는 소정의 경사 상태인 경우에, 제2 소기 제어로 전환되도록 구성되어 있으면 된다.
D4. 변형예 4:
상기 각 실시 형태에서의 연료 전지 차량(110)에서는, 연료 전지(20)는, 단셀(21)의 적층 방향이 연료 전지 차량(110)의 폭 방향에 평행해지도록 배치되어 있다. 이에 반해, 연료 전지 차량(110)에서는, 연료 전지(20)는 다른 배치 각도로 배치되어도 된다. 예를 들어, 연료 전지 차량(110)에 있어서, 연료 전지(20)는 단셀(21)의 적층 방향이 연료 전지 차량(110)의 전후 방향에 평행해지도록 배치되어도 되고, 연료 전지 차량(110)의 높이 방향에 평행해지도록 배치되어도 된다. 또한, 연료 전지(20)는, 애노드측의 공급용 매니폴드(24)가 하측이 되고, 애노드측의 배출용 매니폴드(25)가 상측이 되도록 배치되어 있어도 된다.
D5. 변형예 5:
상기 각 실시 형태에서는, 수소 순환용 펌프(64)에 의해 수소를 포함하는 잔류 가스를 소기 가스로서 순환시키는 애노드 가스 공급부(50)를 소기 가스 공급부로 해서 제1 소기 제어와 제2 소기 제어를 포함하는 애노드 소기 처리가 실행되고 있다. 이에 반해, 애노드 소기 처리 대신에, 또는, 애노드 소기 처리와 함께, 캐소드 가스 공급부(30)를 소기 가스 공급부로 해서, 제1 소기 제어와 제2 소기 제어를 포함하는 캐소드 소기 처리가 실행되어도 된다.
D6. 변형예 6:
상기 각 실시 형태의 애노드 소기 처리에서는, 제2 소기 제어에 있어서, 수소 순환용 펌프(64)의 회전수를 제1 회전수(R1a)로부터 제2 회전수(R2a)로 계단 형상으로 2단계로 증가시키고 있다(도 5). 이에 반해, 수소 순환용 펌프(64)의 회전수는 제1 회전수(R1a)로부터 제2 회전수(R2a)로 연속적으로 원활하게 증대시켜도 되고, 또한 복수의 단계를 거쳐서 계단 형상으로 증대시켜도 된다. 또한, 상기의 각 실시 형태의 애노드 소기 처리에서는, 제1 소기 제어의 경우에는 제2 기간(P2)에서, 제2 소기 제어의 경우에는 제3 기간(P3a)에서 수소 순환용 펌프(64)의 회전수를 저하시키고 있다(도 4, 도 5). 이에 반해, 제1 소기 제어의 제2 기간(P2)이나 제2 소기 제어의 제3 기간(P3a)에서 수소 순환용 펌프(64)의 회전수는 저하되지 않고, 직전의 기간(P1, P2a)에서의 회전수(R1, R2a)가 유지되어 있어도 된다. 또한, 제1 소기 제어의 제2 기간(P2)에서의 수소 순환용 펌프(64)의 제2 회전수(R2)와 제2 소기 제어의 제3 기간(P3a)에서의 수소 순환용 펌프(64)의 제3 회전수(R3a)는 상이한 값이어도 된다. 제1 소기 제어의 제3 기간(P3)이나 제2 소기 제어의 제4 기간(P4a)에서의 배수 밸브(66)의 개폐 동작은 생략되어도 된다.
D7. 변형예 7:
상기 각 실시 형태에서는, 경사 각도 검출부(70)는, 가속도 센서에 의해 구성되어 있다. 이에 반해, 경사 각도 검출부(70)는, 가속도 센서 이외의 센서에 의해 구성되어 있어도 되고, 센서 이외의 방법에 의해 연료 전지 차량(110)의 경사 각도를 검출해도 된다. 경사 각도 검출부(70)는, 예를 들어 탑재하고 있는 내비게이션 장치나 GPS 정보에 기초하여 연료 전지 차량(110)의 현재지의 지형 정보를 취득하여, 당해 지형 정보로부터 연료 전지 차량(110)의 경사 각도를 검출해도 된다.
D8. 변형예 8:
상기의 제2 실시 형태에서는, 기액 분리부(62)의 경사 각도에 따라, 제1 소기 제어의 제2 회전수(R2) 또는 제2 소기 제어의 제2 회전수(R2a) 및 제3 회전수(R3b)가 보정되어 있다. 이에 반해, 기액 분리부(62)의 경사 각도에 따라, 제1 소기 제어 및 제2 소기 제어의 제1 회전수(R1, R1a)가 보정되어도 되고, 제2 소기 제어에 있어서의 제2 회전수(R2a)와 제3 회전수(R3b) 중 어느 한쪽만이 보정되어도 된다.
본 발명은 상술한 실시 형태나 실시예, 변형예에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 구성으로 실현할 수 있다. 예를 들어, 발명의 개요의 란에 기재한 각 형태 중의 기술적 특징에 대응하는 실시 형태, 실시예, 변형예 중의 기술적 특징은, 상술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해서, 또는, 상술한 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해서, 적절히 바꾸기나, 조합을 행하는 것이 가능하다. 또한, 그 기술적 특징이 본 명세서 중에 필수적인 것으로서 설명되어 있지 않으면, 적절히, 삭제하는 것이 가능하다. 또한, 상기의 각 실시 형태 및 변형예에 있어서, 소프트웨어에 의해 실현되고 있는 기능 및 처리의 일부 또는 전부는, 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. 또한, 하드웨어에 의해 실현되고 있는 기능 및 처리의 일부 또는 전부는, 소프트웨어에 의해 실현되어도 된다. 하드웨어로서는, 예를 들어 집적 회로, 디스크리트 회로, 그것들의 회로를 조합한 회로 모듈 등, 각종 회로를 사용할 수 있다.
10 : 제어부 15 : 소기 처리 실행부
20 : 연료 전지 21 : 단셀
22 : 제1 엔드 플레이트 23 : 제2 엔드 플레이트
24 : 공급용 매니폴드 25 : 배출용 매니폴드
30 : 캐소드 가스 공급부 31 : 캐소드 가스 배관
32 : 에어콤프레서 33 : 에어플로우 미터
34 : 개폐 밸브 41 : 캐소드 배기 가스 배관
43 : 압력 조절 밸브 44 : 압력 계측부
50 : 애노드 가스 공급부 51 : 애노드 가스 배관
52 : 수소 탱크 53 : 개폐 밸브
54 : 레귤레이터 55 : 수소 공급 장치
56 : 압력 계측부 61 : 애노드 배기 가스 배관
62 : 기액 분리부 63 : 애노드 가스 순환 배관
64 : 수소 순환용 펌프 65 : 애노드 배수 배관
66 : 배수 밸브 70 : 경사 각도 검출부
80 : 내부 공간 81 : 입구부
82 : 출구부 83 : 배수구
84 : 경사 벽면부 100 : 연료 전지 시스템
110 : 연료 전지 차량

Claims (8)

  1. 연료 전지를 탑재하고, 상기 연료 전지로부터의 배기 가스로부터 기액 분리부에 의해 분리된 기체 성분을 순환 펌프에 의해 상기 연료 전지에 순환시킴과 함께, 상기 기액 분리부에 의해 상기 배기 가스로부터 분리된 액체 성분을 배수로서 저류하는 이동체에 있어서의 배수의 방법으로서,
    상기 이동체의 수평면에 대한 경사 상태를 검출하는 경사 상태 검출 공정과,
    상기 연료 전지에 대해 상기 소기 가스가 공급되는 동안 상기 기액 분리부에 저류되어 있는 상기 배수를 상기 기액 분리부에서 배출하는 배수 공정과,
    상기 순환 펌프의 구동에 의해, 상기 연료 전지 내의 가스 유로에 대하여 소정의 제1 공급 유량으로 소기 가스의 공급을 개시하는 소기 개시 공정과,
    상기 이동체의 경사 상태가, 상기 가스 유로의 출구가 중력 방향에 있어서의 상방을 향하는 소정의 경사 상태인 것이 검출된 경우에, 상기 소기 가스의 공급 개시로부터 소정의 기간 경과 후에, 상기 순환 펌프의 회전수를 증대시켜서, 상기 소기 가스의 공급 유량을 상기 제1 공급 유량보다도 높은 제2 공급 유량으로 증가시키는 공급 유량 증가 공정,
    을 구비하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경사 상태 검출 공정은, 수평면에 대한 상기 이동체의 경사 각도를 취득하는 공정이며,
    상기 공급 유량 증가 공정은, 상기 경사 각도에 따라서 상기 제2 공급 유량을 변경하는 공정을 포함하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 경사 상태 검출 공정은, 수평면에 대한 상기 이동체의 경사 각도를 취득하는 공정이며,
    상기 배수 공정은, 상기 배수를 소정의 배수 주기로 배출하는 공정이며, 상기 경사 각도에 따라, 상기 배수 주기를 변경하는 공정을 포함하는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료 전지의 발전에 이용되는 반응 가스 중 제1 반응 가스가 공급되는 가스 유로인 상기 제1 가스 유로를, 상기 소기 가스를 제1 소기 가스로 사용함으로써 소기하는 제1 소기 공정과,
    상기 제1 가스 유로와는 다른 반응 가스가 공급되는 상기 연료 전지의 제2 가스 유로에 상기 제1 소기 가스와는 다른 제2 소기 가스를 공급하고, 제2 소기 가스에 의해 배출되는 배수를 상기 연료 전지에 접속되어 있는 배수 배관에 의해 상기 이동체의 외부로 유도하는 제2 소기 공정,
    을 구비하고,
    상기 제1 소기 공정에서는, 상기 소기 개시 공정과, 상기 배수 공정과, 상기 공급 유량 증가 공정이 실행되고,
    상기 제2 소기 공정에서는, 수평면에 대한 상기 이동체의 경사 상태를 검출하고, 상기 이동체가, 상기 배수 배관이 하류측을 향해서 연장되는 방향이 중력 방향과는 반대측을 향하는 소정의 경사 상태인 경우에, 상기 제2 소기 가스의 유량을 증가시키는 공정이 실행되는, 방법.
  5. 이동체에 탑재되는 연료 전지 시스템으로서,
    반응 가스를 위한 가스 유로를 내부에 갖는 연료 전지와,
    상기 연료 전지로부터의 배기 가스를, 기체 성분과 액체 성분으로 분리하여, 상기 액체 성분을 배수로서 저류하는 기액 분리부와,
    상기 기액 분리부에서 분리된 상기 기체 성분을, 상기 연료 전지에 순환시키는 순환 펌프와,
    개폐 동작에 의해, 상기 기액 분리부로부터의 상기 배수의 배출을 제어하는 개폐 밸브와,
    상기 순환 펌프를 구동시켜서 상기 연료 전지에 소기 가스를 순환시키는 소기 처리와, 상기 연료 전지에 상기 소기 가스가 공급되는 동안 상기 개폐 밸브를 열어 상기 기액 분리부로부터 상기 배수를 배출하는 배수 처리,
    를 실행 가능한 제어부와,
    수평면에 대한 상기 이동체의 경사 상태를 검출 가능한 경사 상태 검출부,
    를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 소기 처리에 있어서, 상기 순환 펌프의 구동에 의해 상기 연료 전지 내의 수분을 소기할 때, 상기 연료 전지 내의 상기 가스 유로에 대하여 소정의 제1 공급 유량으로 상기 소기 가스의 공급을 개시하고, 상기 이동체의 경사 상태가, 상기 가스 유로의 출구가 중력 방향에 있어서의 상방을 향하는 소정의 경사 상태인 경우에, 상기 소기 가스의 공급 개시로부터 소정의 기간 경과 후에, 상기 순환 펌프의 회전수를 증대시켜서, 상기 소기 가스의 공급 유량을, 상기 제1 공급 유량보다도 높은 제2 공급 유량으로 증가시키는, 연료 전지 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 경사 상태 검출부는, 수평면에 대한 상기 이동체의 경사 각도를 취득하고,
    상기 제어부는, 상기 경사 각도에 따라서 상기 제2 공급 유량을 변경하는, 연료 전지 시스템.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 경사 상태 검출부는, 수평면에 대한 상기 이동체의 경사 각도를 취득하고,
    상기 배수 처리는, 상기 개폐 밸브를 소정의 배수 주기로 개방 처리를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 배수 처리를 실행할 때, 상기 경사 각도에 따라, 상기 배수 주기를 변경하는, 연료 전지 시스템.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료 전지는, 제1 전극과, 제2 전극과, 상기 제1 전극에 접속되어 있는 제1 가스 유로와, 제2 전극에 접속되어 있는 제2 가스 유로를 갖고,
    상기 기액 분리부는, 상기 제1 가스 유로에 접속되어 있으며,
    상기 소기 처리는, 상기 소기 가스를 제1 소기 가스로 사용하여, 제1 가스 유로를 소기하는 제1 소기 처리이며,
    상기 제2 가스 유로에는, 상기 이동체의 외부에 상기 연료 전지의 배수를 유도하기 위한 배수 배관이 접속되어 있고,
    상기 제어부는,
    상기 제2 가스 유로를 제2 소기 가스에 의해 소기하고, 상기 제2 가스 유로로부터 배출되는 배수를 상기 배수 배관을 통해서, 상기 이동체의 외부로 유도하는 제2 소기 처리를 실행하고,
    상기 제어부는, 상기 제2 소기 처리를 실행할 때, 상기 이동체가, 상기 배수 배관이 하류측을 향해서 연장되는 방향이 중력 방향에 있어서의 상방을 향하는 소정의 경사 상태인 경우에, 상기 제2 소기 가스의 유량을 증가시키는, 연료 전지 시스템.
KR1020150157354A 2014-11-14 2015-11-10 연료 전지의 배수 방법 및 연료 전지 시스템 KR101838358B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2014-231963 2014-11-14
JP2014231963A JP6210051B2 (ja) 2014-11-14 2014-11-14 燃料電池の排水方法および燃料電池システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160058026A true KR20160058026A (ko) 2016-05-24
KR101838358B1 KR101838358B1 (ko) 2018-03-13

Family

ID=54337690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150157354A KR101838358B1 (ko) 2014-11-14 2015-11-10 연료 전지의 배수 방법 및 연료 전지 시스템

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9899690B2 (ko)
EP (1) EP3021405B1 (ko)
JP (1) JP6210051B2 (ko)
KR (1) KR101838358B1 (ko)
CN (1) CN105633433B (ko)
CA (1) CA2910256C (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210071117A (ko) * 2019-12-04 2021-06-16 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 운전 제어시스템 및 제어방법

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6168032B2 (ja) * 2014-11-14 2017-07-26 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
US20180026281A1 (en) * 2016-07-22 2018-01-25 Ford Global Technologies, Llc Knock-out valve with an extension tube for fuel cell purging
JP6792818B2 (ja) * 2016-09-27 2020-12-02 ブラザー工業株式会社 燃料電池システム、燃料電池システムの制御方法、及びコンピュータプログラム
JP6868210B2 (ja) * 2016-09-27 2021-05-12 ブラザー工業株式会社 燃料電池システム、燃料電池システムの制御方法、及びコンピュータプログラム
JP7016025B2 (ja) * 2016-11-28 2022-02-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 燃料電池システムおよびその運転方法
JP7038301B2 (ja) * 2016-12-07 2022-03-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法
JP6596039B2 (ja) * 2017-05-25 2019-10-23 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック
JP2019071234A (ja) * 2017-10-10 2019-05-09 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP6852647B2 (ja) * 2017-10-20 2021-03-31 トヨタ自動車株式会社 燃料電池モジュール
JP7110905B2 (ja) * 2018-10-22 2022-08-02 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP7127491B2 (ja) * 2018-11-02 2022-08-30 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP7107197B2 (ja) * 2018-12-06 2022-07-27 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
KR102586457B1 (ko) * 2018-12-12 2023-10-10 현대자동차주식회사 연료전지 시스템의 공기 배기계 결빙 방지를 위한 제어 방법
JP7180509B2 (ja) 2019-04-03 2022-11-30 トヨタ自動車株式会社 燃料電池車両
JP7247727B2 (ja) 2019-04-16 2023-03-29 トヨタ自動車株式会社 燃料電池車両および燃料電池車両の制御方法
AT522522B1 (de) * 2019-05-09 2021-06-15 Avl List Gmbh Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Entfernen von Wasser aus dem Brennstoffzellensystem
JP7121689B2 (ja) * 2019-05-09 2022-08-18 本田技研工業株式会社 燃料電池車両及び液体状態推定方法
JP7151644B2 (ja) * 2019-07-08 2022-10-12 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
JP7267880B2 (ja) * 2019-09-06 2023-05-02 株式会社Soken 燃料電池システム
CN113299950B (zh) * 2020-02-24 2022-05-27 北京亿华通科技股份有限公司 应用于燃料电池系统的气液分离装置、电堆及分离系统
CN112820902B (zh) * 2020-12-31 2022-04-29 华中科技大学 一种应用于氢氧燃料电池的零气体排放系统
CN113036187A (zh) * 2021-01-27 2021-06-25 中国汽车技术研究中心有限公司 一种测量燃料电池汽车尾气成分的测量装置
JP7420110B2 (ja) * 2021-04-23 2024-01-23 トヨタ自動車株式会社 飛行体
CN113224341B (zh) * 2021-04-28 2022-08-09 上海空间电源研究所 一种串连流道双极板及分段排水电堆结构
CN113764703B (zh) * 2021-11-09 2022-02-01 北京新研创能科技有限公司 燃料电池阳极脉冲排放控制方法、装置及可读存储介质
DE102022200635A1 (de) * 2022-01-20 2023-07-20 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems, Steuergerät
CN114628741B (zh) * 2022-03-15 2023-10-13 山东国创燃料电池技术创新中心有限公司 一种燃料电池发动机的加水排气的测试方法及测试装置
AT526001B1 (de) * 2022-03-30 2023-12-15 Avl List Gmbh Verfahren zur Kontrolle eines Betriebs eines mobilen Brennstoffzellensystems
CN114792830B (zh) * 2022-05-05 2024-06-18 中国第一汽车股份有限公司 一种基于加速度的汽车燃料电池排水控制方法及装置
CN114784329B (zh) * 2022-06-20 2022-09-30 武汉众宇动力系统科技有限公司 燃料电池氢气循环系统及其气水分离器和排水排氢方法
JP2024037551A (ja) * 2022-09-07 2024-03-19 愛三工業株式会社 燃料電池システム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3551939B2 (ja) * 2001-06-14 2004-08-11 日産自動車株式会社 燃料電池車両
JP4893919B2 (ja) * 2005-12-07 2012-03-07 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及び移動体
JP5152546B2 (ja) * 2005-12-08 2013-02-27 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及び移動体
JP5041266B2 (ja) * 2005-12-19 2012-10-03 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及び移動体
JP5011891B2 (ja) * 2006-08-25 2012-08-29 株式会社デンソー 燃料電池システム
JP2008112647A (ja) * 2006-10-31 2008-05-15 Toyota Motor Corp 車両用燃料電池システム
JP5424096B2 (ja) * 2009-06-19 2014-02-26 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及びその制御方法
KR101417222B1 (ko) * 2011-12-08 2014-07-08 현대자동차주식회사 경사로에서의 연료전지용 응축수 배출방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210071117A (ko) * 2019-12-04 2021-06-16 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 운전 제어시스템 및 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP3021405A1 (en) 2016-05-18
JP6210051B2 (ja) 2017-10-11
CA2910256A1 (en) 2016-05-14
EP3021405B1 (en) 2018-08-29
CN105633433B (zh) 2018-09-14
CN105633433A (zh) 2016-06-01
US20160141655A1 (en) 2016-05-19
KR101838358B1 (ko) 2018-03-13
US9899690B2 (en) 2018-02-20
JP2016096058A (ja) 2016-05-26
CA2910256C (en) 2018-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101838358B1 (ko) 연료 전지의 배수 방법 및 연료 전지 시스템
US10892501B2 (en) Fuel cell system and method of operating the same
JP6225886B2 (ja) 燃料電池システムおよび該システム内の流体の排出方法
JP6400044B2 (ja) 燃料電池システム及びその運転停止方法
JP6361593B2 (ja) 車両および燃料電池システム
US10158132B2 (en) Fuel cell system and method of controlling the fuel cell system
US11322760B2 (en) Fuel cell system and method for controlling fuel cell system
US8691460B2 (en) Method of stopping operation of fuel cell system
KR101082080B1 (ko) 연료 전지 시스템 및 연료 전지 시스템이 탑재된 차량
JP6555169B2 (ja) 燃料電池システムの制御方法
US8241804B1 (en) Method for controlling fuel cell system
JP2007157655A (ja) 燃料電池システム及び移動体
EP2056387B1 (en) Fuel cell system and scavenging method therefor
JP2009076261A (ja) 燃料電池システム及びその起動方法
KR101745255B1 (ko) 연료전지 퍼지 제어방법
JP6389835B2 (ja) 燃料電池システムの出力加速時における圧力制御方法
JP2019091594A (ja) 燃料電池システム
JP6442987B2 (ja) 燃料電池システム
JP2019053835A (ja) 燃料電池システム
JP2006127831A (ja) 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant