JP5161650B2 - FUEL CELL SYSTEM AND CONTROL METHOD FOR FUEL CELL SYSTEM - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法に関する。 The present invention relates to a fuel cell system and a control method for the fuel cell system.
近年、固体高分子型燃料電池(PEFC:Polymer Electrolyte Fuel Cell)等の燃料電池を搭載した燃料電池自動車の開発が盛んである。燃料電池は、水素(燃料ガス)がアノードに、酸素を含む空気(酸化剤ガス)がカソードにそれぞれ供給されることで発電する。そして、燃料電池自動車は、燃料電池の発電電力でモータを回転させて走行する。 In recent years, fuel cell vehicles equipped with fuel cells such as polymer electrolyte fuel cells (PEFC) have been actively developed. The fuel cell generates power by supplying hydrogen (fuel gas) to the anode and air containing oxygen (oxidant gas) to the cathode. The fuel cell vehicle runs by rotating the motor with the power generated by the fuel cell.
このような燃料電池では、その発電電力(出力)を高めるため、燃料電池において消費される量以上の水素がアノードに供給される。したがって、燃料電池のアノードからは、使用されず余った水素が排出される。そこで、水素の利用効率を高めるため、この排出された水素を水素供給側に戻し、水素を循環させる水素循環系が採用されている。 In such a fuel cell, in order to increase the generated power (output), more hydrogen than the amount consumed in the fuel cell is supplied to the anode. Therefore, surplus hydrogen that is not used is discharged from the anode of the fuel cell. Therefore, in order to improve the utilization efficiency of hydrogen, a hydrogen circulation system is adopted in which the discharged hydrogen is returned to the hydrogen supply side and hydrogen is circulated.
一方、このような燃料電池が発電すると、カソードで水が生成する。そして、この生成水の一部が固体高分子電解質膜(以下、電解質膜)のアノード側に透過する。その他、電解質膜の湿潤状態を確保して、電解質膜のプロトン(水素イオン)の拡散性(導電性)を高めるため、例えば、燃料電池のアノードに供給される水素またはカソードに供給される酸素を含む空気を加湿する方法が採用されている。 On the other hand, when such a fuel cell generates power, water is generated at the cathode. A part of the generated water permeates to the anode side of the solid polymer electrolyte membrane (hereinafter, electrolyte membrane). In addition, in order to ensure the wet state of the electrolyte membrane and increase the diffusibility (conductivity) of protons (hydrogen ions) in the electrolyte membrane, for example, hydrogen supplied to the anode of the fuel cell or oxygen supplied to the cathode is used. A method of humidifying the air is included.
したがって、水素循環系を採用する燃料電池システムの場合、その発電経過に伴って、循環する水素に同伴する水分量が高くなり、燃料電池の発電効率が低下する場合がある。そこで、循環する水素含有ガスを、定期的に排出することによって(これをパージという)、燃料電池の発電効率の回復が図られている。そして、このように排出されたガス(アノードオフガス)は、水素を含むため、これを希釈するための希釈用ガス(カソードオフガス)と共に、希釈器に導入され、希釈用ガスで希釈された後、外気中に排出されることが知られている(特許文献1参照)。 Therefore, in the case of a fuel cell system that employs a hydrogen circulation system, the amount of moisture accompanying the circulating hydrogen increases with the progress of power generation, and the power generation efficiency of the fuel cell may decrease. Therefore, recovery of the power generation efficiency of the fuel cell is attempted by periodically discharging the circulating hydrogen-containing gas (this is called purging). And since the gas (anode off gas) discharged in this way contains hydrogen, it is introduced into a diluter together with a diluting gas (cathode off gas) for diluting it, and diluted with a diluting gas. It is known to be discharged into the outside air (see Patent Document 1).
ところが、燃料電池自動車は、大気圧の低い高地を走行する場合がある。そして、大気圧の低い高地では、希釈器に排出されるアノードオフガスの流量(質量流量)は同じ(一定量)であるにもかかわらず、気体が膨張することから、アノードオフガスは、希釈器に排出された後、一定量のカソードオフガスと混合され排出される前に、外気中に排出されてしまうおそれがある。なぜなら、希釈器に流れ込んだアノードオフガスは、大気圧が低い(希釈器内の気圧は大気圧と等しい)ことから、希釈器内で膨張し、希釈器内に滞留する時間が短く(希釈器内を通り抜ける速度が速く)なってしまうからである。換言すると、大気圧が低い場所では、希釈器の希釈能力に不足が生じる。 However, fuel cell vehicles sometimes travel in high altitude areas with low atmospheric pressure. At high altitudes where atmospheric pressure is low, the anode off-gas flows into the diluter because the gas expands despite the same flow rate (mass flow rate) of the anode off-gas discharged to the diluter. After being discharged, it may be discharged into the outside air before being mixed with a certain amount of cathode offgas and discharged. This is because the anode off-gas flowing into the diluter has a low atmospheric pressure (the atmospheric pressure in the diluter is equal to the atmospheric pressure), so the time for expansion in the diluter and residence in the diluter is short (in the diluter). This is because the speed of passing through is faster). In other words, in a place where the atmospheric pressure is low, the diluting capacity of the diluter is insufficient.
したがって、大気圧の変動に関らず、一定量の、アノードオフガスとカソードオフガスを希釈器に導入すると、希釈器でカソードオフガスと混合されるアノードオフガスの流量が異なってしまう。つまり、大気圧の低い高地では、希釈されるアノードオフガスの流量が少なくなってしまう。すなわち、低い大気圧下では、アノードオフガス中の水素が、カソードオフガスと十分に希釈されずに、外気中に排出されてしまうおそれがある。このように十分に希釈される前に希釈器から排出されると、この排出されたガス(排出ガス)中の水素濃度が高くなってしまうおそれがある。 Therefore, when a certain amount of anode off-gas and cathode off-gas is introduced into the diluter regardless of fluctuations in atmospheric pressure, the flow rate of the anode off-gas mixed with the cathode off-gas in the diluter will be different. That is, the flow rate of the anode off gas to be diluted is reduced at high altitudes where atmospheric pressure is low. That is, under a low atmospheric pressure, hydrogen in the anode off gas may be discharged into the outside air without being sufficiently diluted with the cathode off gas. If it is discharged from the diluter before being sufficiently diluted in this way, the hydrogen concentration in the discharged gas (exhaust gas) may be increased.
そこで、本発明は、水素等の燃料ガス濃度の高いガスの排出を防止する燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel cell system and a control method for the fuel cell system that prevent the discharge of a gas having a high fuel gas concentration such as hydrogen.
前記課題を解決するための手段として、本発明は、燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されることで発電する燃料電池と、前記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、前記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、前記燃料電池から排出された排出燃料ガス中の燃料ガスを酸化剤ガスによって希釈する希釈器と、大気圧を検出する大気圧センサと、前記酸化剤ガス供給手段からの非加湿の酸化剤ガスを、前記燃料電池をバイパスして前記希釈器に導入する配管と、前記配管に設けられる開閉弁と、希釈に用いられる酸化剤ガスの流量を調整する酸化剤ガス流量調整手段と、前記燃料電池から排出された排出燃料ガスを、前記燃料電池の上流側に戻して循環させる循環手段と、前記排出燃料ガスを前記希釈器に排出する排出手段と、前記希釈器に排出する排出燃料ガスの流量を調整する排出燃料ガス流量調整手段と、前記開閉弁を制御する弁制御手段と、を備え、前記酸化剤ガス流量調整手段は、前記大気圧センサにより検出された大気圧が所定値以下である場合、その検出された大気圧が低いほど、希釈に用いられる酸化剤ガスの流量を多くし、前記排出燃料ガス流量調整手段は、前記大気圧センサにより検出された大気圧が所定値以下である場合、その検出された大気圧が低いほど、前記排出手段によって前記希釈器に排出する排出燃料ガスの流量を少なくするとともに、前記排出手段によって排出する排出間隔を長くし、前記弁制御手段は、前記大気圧センサにより検出された大気圧が所定値以下である場合、前記開閉弁を開き、非加湿の酸化剤ガスを、前記配管を介して前記希釈器に導入する、ことを特徴とする燃料電池システムである。 As means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a fuel cell that generates power by being supplied with fuel gas and oxidant gas, fuel gas supply means for supplying fuel gas to the fuel cell, and the fuel cell. to the oxidant gas supply means for supplying oxidant gas, a diluter for diluting the fuel gas in the exhaust fuel gas discharged from the fuel cell by the oxidant gas, and the atmospheric pressure sensor for detecting the atmospheric pressure, the A pipe for introducing the non-humidified oxidant gas from the oxidant gas supply means into the diluter by bypassing the fuel cell, an on-off valve provided in the pipe, and a flow rate of the oxidant gas used for dilution. an oxidant gas flow rate adjusting means for adjusting, the exhaust fuel gas discharged from the fuel cell, discharging the circulating means for circulating back to the upstream side of the fuel cell, the exhaust fuel gas to the diluter Means out, and the discharge fuel gas flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the exhaust fuel gas discharged into the diluter, and a valve control means for controlling the on-off valve, the oxidant gas flow rate adjustment means, wherein If the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor is below a predetermined value, the more the detected atmospheric pressure is low, increasing the flow rate of the oxidizing gas used in the dilution, the exhaust fuel gas flow rate adjusting means, wherein When the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor is less than or equal to a predetermined value, the lower the detected atmospheric pressure is, the smaller the flow rate of the discharged fuel gas discharged to the diluter by the discharge means, and the discharge means When the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor is less than or equal to a predetermined value, the valve control means opens the on-off valve and supplies non-humidified oxidant gas. It is introduced into the diluter through the pipe, a fuel cell system, characterized in that.
このような燃料電池システムによれば、酸化剤ガス流量調整手段は、大気圧センサにより検出される大気圧が所定値以下である場合、その検出された大気圧が低いほど、希釈に用いられる酸化剤ガスの流量を多くする。つまり、大気圧が所定値以下である場合では、希釈器に導入される酸化剤ガスの流量が多くなる。 According to such a fuel cell system, when the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor is equal to or lower than a predetermined value, the oxidant gas flow rate adjusting means reduces the oxidation used for dilution as the detected atmospheric pressure is lower. Increase the flow rate of the agent gas. That is, when the atmospheric pressure is less than or equal to a predetermined value, the flow rate of the oxidant gas introduced into the diluter increases.
このようにして、大気圧が所定値以下である場合において、希釈器に導入される酸化剤ガスの流量が多くなることによって、希釈器に排出されるアノードオフガスがカソードオフガスと十分に混合希釈され、希釈器から排出されるガス中の燃料ガスの濃度を低減することができ、燃料ガス濃度の高いガスの排出を防止することができる。
このような燃料電池システムによれば、排出燃料ガス流量調整手段は、大気圧センサにより検出された大気圧が所定値以下である場合、その検出された大気圧が低いほど、排出手段によって希釈器に排出する排出燃料ガスの流量を少なくする。つまり、大気圧が所定値以下である場合では、希釈器に排出されるアノードオフガスの流量が少なくなる。
このようにして、大気圧が所定値以下である場合において、希釈器に排出されるアノードオフガスの流量が少なくなることによって、希釈器に排出されるアノードオフガスがカソードオフガスと十分に混合希釈され、希釈器から排出されるガス中の燃料ガスの濃度を低減することができ、燃料ガス濃度の高いガスの排出を防止することができる。
このような燃料電池システムによれば、排出燃料ガス流量調整手段は、大気圧センサにより検出された大気圧が所定値以下である場合、その検出された大気圧が低いほど、排出手段によって排出する排出間隔を長くする。つまり、大気圧が所定値以下である場合では、希釈器に排出されるアノードオフガスの流量が少なくなる。
このようにして、大気圧が所定値以下である場合において、希釈器に排出されるアノードオフガスの排出間隔を長くすることによって、希釈器に排出されるアノードオフガスがカソードオフガスと十分に混合希釈され、希釈器から排出されるガス中の燃料ガスの濃度を低減することができ、燃料ガス濃度の高いガスの排出を防止することができる。
In this way, when the atmospheric pressure is below a predetermined value, the flow rate of the oxidant gas introduced into the diluter increases, so that the anode off-gas discharged to the diluter is sufficiently mixed and diluted with the cathode off-gas. The concentration of the fuel gas in the gas discharged from the diluter can be reduced, and the discharge of the gas having a high fuel gas concentration can be prevented.
According to such a fuel cell system, when the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor is less than or equal to a predetermined value, the exhaust fuel gas flow rate adjusting means is diluted by the discharge means as the detected atmospheric pressure is lower. Reduce the flow rate of the discharged fuel gas. That is, when the atmospheric pressure is equal to or lower than the predetermined value, the flow rate of the anode off gas discharged to the diluter is reduced.
In this way, when the atmospheric pressure is less than or equal to a predetermined value, the anode off gas discharged to the diluter is reduced in flow rate so that the anode off gas discharged to the diluter is sufficiently mixed and diluted with the cathode off gas, The concentration of the fuel gas in the gas discharged from the diluter can be reduced, and the discharge of the gas having a high fuel gas concentration can be prevented.
According to such a fuel cell system, when the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor is equal to or lower than a predetermined value, the discharged fuel gas flow rate adjusting means discharges by the discharging means as the detected atmospheric pressure is lower. Increase the discharge interval. That is, when the atmospheric pressure is equal to or lower than the predetermined value, the flow rate of the anode off gas discharged to the diluter is reduced.
In this way, when the atmospheric pressure is below a predetermined value, the anode off gas discharged to the diluter is sufficiently mixed and diluted with the cathode off gas by increasing the discharge interval of the anode off gas discharged to the diluter. The concentration of the fuel gas in the gas discharged from the diluter can be reduced, and the discharge of the gas having a high fuel gas concentration can be prevented.
また、前記酸化剤ガス流量調整手段は、前記大気圧センサにより検出された大気圧が所定値より大きい場合、希釈に用いられる酸化剤ガスの流量調整を行わないことを特徴とする燃料電池システムである。 The oxidant gas flow rate adjusting means does not adjust the flow rate of the oxidant gas used for dilution when the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor is larger than a predetermined value. is there.
このような燃料電池システムによれば、酸化剤ガス流量調整手段は、大気圧センサにより検出された大気圧が所定値より大きい場合、希釈に用いられる酸化剤ガスの流量調整を行わない、つまり、酸化剤ガスの流量を多くしない。 According to such a fuel cell system, the oxidant gas flow rate adjusting means does not adjust the flow rate of the oxidant gas used for dilution when the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor is larger than a predetermined value, that is, Do not increase the flow rate of the oxidant gas.
このようにして、大気圧が所定値より大きい場合では、酸化剤ガスの流量を多くしない、つまり、大気圧が所定値以下である場合においてのみ、酸化剤ガスの流量を多くする。このように大気圧が所定値以下である場合だけ、酸化剤ガス流量調整手段を作動させることによって、仮に高地の場合を考慮して希釈に用いられる酸化剤ガスの流量を常に多く導入するように設定されている場合と比べると、大気圧が所定値以下である場所以外を走行するときの作動エネルギ(後記する実施形態ではコンプレッサ31の消費電力)を抑制することができ、それに伴い発電効率(燃費)を向上させることができる。
Thus, when the atmospheric pressure is larger than the predetermined value, the flow rate of the oxidant gas is not increased, that is, only when the atmospheric pressure is equal to or lower than the predetermined value, the flow rate of the oxidant gas is increased. Thus, only when the atmospheric pressure is below a predetermined value, by operating the oxidant gas flow rate adjusting means, the flow rate of the oxidant gas used for dilution is always increased in consideration of the high altitude. Compared with the set case, it is possible to suppress the operating energy (power consumption of the
燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されることで発電する燃料電池と、前記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、前記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、前記燃料電池から排出された排出燃料ガス中の燃料ガスを酸化剤ガスによって希釈する希釈器と、大気圧を検出する大気圧センサと、前記酸化剤ガス供給手段からの非加湿の酸化剤ガスを、前記燃料電池をバイパスして前記希釈器に導入する配管と、前記配管に設けられる開閉弁と、希釈に用いられる酸化剤ガスの流量を調整する酸化剤ガス流量調整手段と、前記燃料電池から排出された排出燃料ガスを、前記燃料電池の上流側に戻して循環させる循環手段と、前記排出燃料ガスを前記希釈器に排出する排出手段と、前記希釈器に排出する排出燃料ガスの流量を調整する排出燃料ガス流量調整手段と、前記開閉弁を制御する弁制御手段と、を備える燃料電池システムの制御方法であって、前記大気圧センサにより、大気圧を検出するステップと、前記大気圧が所定値以下であるか否かを判定するステップと、前記大気圧が所定値以下である場合、その検出された大気圧が低いほど、希釈に用いられる酸化剤ガスの流量を多くするステップと、前記大気圧が所定値以下である場合、その検出された大気圧が低いほど、前記排出手段によって前記希釈器に排出する排出燃料ガスの流量を少なくするステップと、前記大気圧が所定値以下である場合、その検出された大気圧が低いほど、前記排出手段によって排出する排出間隔を長くするステップと、前記大気圧が所定値以下である場合、前記開閉弁が開くことにより、非加湿の酸化剤ガスを、前記配管を介して前記希釈器に導入するステップと、を含むことを特徴とする燃料電池システムの制御方法である。 A fuel cell that generates power by being supplied with fuel gas and oxidant gas, fuel gas supply means for supplying fuel gas to the fuel cell, oxidant gas supply means for supplying oxidant gas to the fuel cell, A diluter that dilutes the fuel gas in the discharged fuel gas discharged from the fuel cell with an oxidant gas, an atmospheric pressure sensor that detects atmospheric pressure, and a non-humidified oxidant gas from the oxidant gas supply means. A pipe for bypassing the fuel cell and introducing it into the diluter, an on-off valve provided in the pipe, an oxidant gas flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the oxidant gas used for dilution, and the fuel cell Circulating means for circulating the discharged exhaust gas back to the upstream side of the fuel cell, exhaust means for discharging the exhaust fuel gas to the diluter, and exhaust fuel gas to be discharged to the diluter And the discharge fuel gas flow rate adjusting means for adjusting an amount, a control method of a fuel cell system and a valve control means for controlling the on-off valve, by the atmospheric pressure sensor, detecting the atmospheric pressure, the A step of determining whether or not the atmospheric pressure is equal to or lower than a predetermined value, and when the atmospheric pressure is equal to or lower than the predetermined value, the lower the detected atmospheric pressure, the greater the flow rate of the oxidizing gas used for dilution. A step of reducing the flow rate of the discharged fuel gas discharged to the diluter by the discharge means when the detected atmospheric pressure is lower when the atmospheric pressure is less than or equal to a predetermined value; and If the detected atmospheric pressure is lower than the value, the lower the detected atmospheric pressure, the longer the discharge interval discharged by the discharging means; and when the atmospheric pressure is equal to or lower than the predetermined value, the on-off valve The Kukoto, non humidification of the oxidant gas, comprising the steps of introducing into the diluter through the pipe, a control method for a fuel cell system, which comprises a.
このような燃料電池システムの制御方法によれば、酸化剤ガス流量調整手段は、大気圧センサにより検出される大気圧が所定値以下である場合、その検出された大気圧が低いほど、希釈に用いられる酸化剤ガスの流量を多くする。つまり、大気圧が所定値以下である場合では、希釈器に導入される酸化剤ガスの流量が多くなる。 According to such a control method of the fuel cell system, when the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor is equal to or lower than a predetermined value, the oxidant gas flow rate adjusting means performs dilution as the detected atmospheric pressure is lower. Increase the flow rate of the oxidizing gas used. That is, when the atmospheric pressure is less than or equal to a predetermined value, the flow rate of the oxidant gas introduced into the diluter increases.
このようにして、大気圧が所定値以下である場合において、希釈器に導入される酸化剤ガスの流量が多くなることによって、希釈器に排出されるアノードオフガスがカソードオフガスと十分に混合希釈され、希釈器から排出されるガス中の燃料ガスの濃度を低減することができ、燃料ガス濃度の高いガスの排出を防止することができる。 In this way, when the atmospheric pressure is below a predetermined value, the flow rate of the oxidant gas introduced into the diluter increases, so that the anode off-gas discharged to the diluter is sufficiently mixed and diluted with the cathode off-gas. The concentration of the fuel gas in the gas discharged from the diluter can be reduced, and the discharge of the gas having a high fuel gas concentration can be prevented.
本発明によれば、水素等の燃料ガス濃度の高いガスの排出を防止する燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control method of the fuel cell system and fuel cell system which prevent discharge | emission of gas with high fuel gas concentration, such as hydrogen, can be provided.
本発明の一参考形態について、図1から図5を参照して説明する。 One reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
≪燃料電池システムの構成≫
図1に示す本参考形態に係る燃料電池システム1は、図示しない燃料電池自動車(移動体)に搭載されている。燃料電池システム1は、燃料電池10の出力端子(図示しない)に接続された走行用モータ(図示しない)を備えており、燃料電池自動車は、燃料電池10の発電電力によって走行用モータを駆動し、大気圧の低い高地でも自在に走行するようになっている。
≪Configuration of fuel cell system≫
The fuel cell system 1 according to this reference embodiment shown in Figure 1, is mounted on a fuel cell vehicle (not shown) (mobile). The fuel cell system 1 includes a travel motor (not shown) connected to an output terminal (not shown) of the
このような燃料電池システム1は、燃料電池10と、燃料電池10のアノードに対して水素(燃料ガス)を給排するアノード系20と、燃料電池10のカソードに対して酸素を含む空気(酸化剤ガス)を給排するカソード系30と、希釈器40と、大気圧センサ50と、これらを電子制御するECU(Electronic Control Unit、電子制御装置)60と、を備えている。
Such a fuel cell system 1 includes a
<燃料電池>
燃料電池(燃料電池スタック)10は、複数(例えば200〜400枚)の固体高分子型の単セルが積層(スタック)されることで構成され、複数の単セルは電気的に直列で接続されている。単セルは、MEA(Membrane Electrode Assembly:膜電極接合体)と、これを挟む2枚の導電性を有するアノードセパレータ及びカソードセパレータと、を備えている。
<Fuel cell>
The fuel cell (fuel cell stack) 10 is configured by stacking (stacking) a plurality of (for example, 200 to 400) solid polymer type single cells, and the plurality of single cells are electrically connected in series. ing. The single cell includes an MEA (Membrane Electrode Assembly) and two conductive anode separators and cathode separators sandwiching the MEA.
MEAは、1価の陽イオン交換膜(例えばパーフルオロスルホン酸型)からなる電解質膜(固体高分子膜)と、これを挟むアノード及びカソードと、を備えている。アノード及びカソードは、カーボンペーパ等の導電性を有する多孔質体から主に構成されると共に、アノード及びカソードにおける電極反応を生じさせるための触媒(Pt、Ru等)を含んでいる。 The MEA includes an electrolyte membrane (solid polymer membrane) made of a monovalent cation exchange membrane (for example, perfluorosulfonic acid type), and an anode and a cathode sandwiching the electrolyte membrane. The anode and cathode are mainly composed of a conductive porous material such as carbon paper, and contain a catalyst (Pt, Ru, etc.) for causing an electrode reaction in the anode and cathode.
アノードセパレータには、各MEAのアノードに対して水素を給排するため単セルの積層方向に延びる貫通孔(内部マニホールドと称される)や、単セルの面方向に延びる溝が形成されており、これら貫通孔及び溝がアノード流路11(燃料ガス流路)として機能している。
カソードセパレータには、各MEAのカソードに対して空気を給排するため単セルの積層方向に延びる貫通孔(内部マニホールドと称される)や、単セルの面方向に延びる溝が形成されており、これら貫通孔及び溝がカソード流路12(酸化剤ガス流路)として機能している。
The anode separator is formed with a through-hole (called an internal manifold) extending in the stacking direction of the single cells and a groove extending in the surface direction of the single cells in order to supply and discharge hydrogen to the anode of each MEA. These through holes and grooves function as the anode flow path 11 (fuel gas flow path).
The cathode separator is formed with a through-hole (referred to as an internal manifold) extending in the stacking direction of the single cells and a groove extending in the surface direction of the single cells in order to supply and discharge air to and from the cathode of each MEA. These through holes and grooves function as the cathode channel 12 (oxidant gas channel).
そして、アノード流路11を介して各アノードに水素が供給されると、式(1)の電極反応が起こり、カソード流路12を介して各カソードに空気が供給されると、式(2)の電極反応が起こり、各単セルで電位差(OCV(Open Circuit Voltage)、開回路電圧)が発生するようになっている。次いで、燃料電池10と走行モータ(図示しない)等の外部回路とが電気的に接続され、電流が取り出されると、燃料電池10が発電するようになっている。
2H2→4H++4e− ・・・(1)
O2+4H++4e−→2H2O ・・・(2)
When hydrogen is supplied to each anode via the
2H 2 → 4H + + 4e − (1)
O 2 + 4H + + 4e − → 2H 2 O (2)
そして、このように発電すると、カソードで生成した水(水蒸気)の一部は、電解質膜を透過し、アノードに移動する。よって、カソードから排出されるカソードオフガス、アノードから排出されるアノードオフガスは、多湿となる。 When power is generated in this way, part of the water (water vapor) generated at the cathode permeates the electrolyte membrane and moves to the anode. Therefore, the cathode off-gas discharged from the cathode and the anode off-gas discharged from the anode are humid.
<アノード系>
アノード系20は、水素タンク(燃料ガス供給手段)21と、遮断弁22と、エゼクタ23と、パージ弁(排出手段)24と、を備えている。
水素タンク21は、配管21a、遮断弁22、配管22a、エゼクタ23、配管23aを順に介して、アノード流路11の入口に接続されている。配管22aには、水素を所定圧力に減圧する減圧弁(図示しない)が設けられており、この減圧弁には、カソード流路12に向かう空気の圧力が信号圧(パイロット圧)として入力され、前記空気の圧力とアノード流路11における水素の圧力とが大気圧に左右されずに等しくなるように制御する構成となっている。
そして、ECU60によって、遮断弁22が開かれると、水素タンク21の水素が配管21a等を介してアノード流路11に供給されるようになっている。
<Anode system>
The
The
When the
アノード流路11の出口は、配管24a、パージ弁24、配管24bが順に接続されている。また、配管24aの途中は、配管24c(循環手段)を介して、エゼクタ10に接続されている。そして、配管24cの途中には、逆流を防止する逆止弁(図示しない)が設けられている。
パージ弁24は、例えばゲート弁等の開閉弁であって、通常は閉じている。そして、このようにパージ弁24が閉じている場合、アノード流路11から排出された未反応の水素を含むアノードオフガス(排出燃料ガス)が、配管24cを介して、エゼクタ10に戻され、再び、燃料電池10に供給、つまり、水素が循環するようになっている。
一方、アノードオフガス中の水分等の不純物が増加した場合、つまり、循環する水素に同伴する不純物が増加した場合、ECU60によってパージ弁24は開かれ、アノードオフガスが、配管24bを介して、希釈器40に排出されるようになっている。
A
The
On the other hand, when impurities such as moisture in the anode off gas increase, that is, when impurities accompanying the circulating hydrogen increase, the
<カソード系>
カソード系30は、コンプレッサ(酸化剤ガス供給手段)31と、背圧弁32と、を備えている。
コンプレッサ31は、配管31aを介して、カソード流路12の入口に接続されている。そして、ECU60の指令に従ってコンプレッサ31が作動すると、酸素を含む空気が、カソード流路12に供給されるようになっている。なお、配管31aには加湿器(図示しない)が設けられており、燃料電池10に送られる空気が適宜に加湿されるようになっている。
このようなコンプレッサ31は、燃料電池10及び/又は燃料電池10の発電電力を充放電する高圧バッテリ(図示しない)を電源として作動する。
<Cathode system>
The
The
Such a
カソード流路12の出口は、配管32a、背圧弁32、配管32bを介して、希釈器40に接続されている。そして、カソード流路12(カソード)から排出されたカソードオフガスは、配管32a等を介して、希釈器40に排出されるようになっている。
背圧弁32は、バタフライ弁等であり、アクセルペダル(図示しない)の踏み込み量等の発電要求量に応じて、ECU60により、その開度が制御されるようになっている。
The outlet of the
The
<希釈器>
希釈器40は、アノード系20からのアノードオフガス中の水素を希釈するための機器(容器)であって、その内部に希釈空間を有している。この希釈空間には、カソード系30から排出されたカソードオフガス(希釈用ガス)と、アノード系20からの水素を含むアノードオフガスとが導入され、アノードオフガス中の水素が、カソードオフガスによって希釈され、車外に排気されるようになっている。
<Diluter>
The
<大気圧センサ>
大気圧センサ50は、大気圧を検出するセンサであって、燃料電池自動車の適所に設けられている。そして、大気圧センサ50はECU60と接続されており、ECU60は、燃料電池自動車が走行している場所(走行場所)の大気圧を検知するようになっている。
<Atmospheric pressure sensor>
The
<ECU>
ECU60は、燃料電池システム1を電子制御する制御装置であり、CPU、ROM、RAM、各種インタフェイス、電子回路等を含んで構成されている。
そして、ECU60は、図示しないIG(イグニッション)のON信号を検知すると、遮断弁22を開き、コンプレッサ31を作動させ、背圧弁32の開度等を適宜に制御して燃料電池10の発電を開始するように構成されている。
<ECU>
The
When the
また、ECU60は、大気圧センサ50により検出される大気圧に基づいて、空気の流量を調整する機能を備えている。具体的には、ECU60は、この大気圧が所定値以下である場合、コンプレッサ31の回転を速めるように作動させ、背圧弁32の開度を開くように制御して、空気の流量を多くするように設定されている。一方、この大気圧が所定値より大きい場合、空気の流量を調整しない、つまり、多くしない(大気圧が所定値より大きい場合の流量(一定量)である通常流量にする)ように設定されている。
Further, the
また、ECU60は、大気圧センサ50により検出される大気圧に基づいて、アノードオフガスの流量を調整する機能を備えている。具体的には、ECU60は、この大気圧が所定値以下である場合、パージ弁24の開いている時間(開時間)を短くするように制御して、アノードオフガスの流量を少なくするように設定されている。一方、この大気圧が所定値より大きい場合、パージ弁24の開時間を調整しない、つまり、短くしない(大気圧が所定値より大きい場合の開時間(一定時間)である通常開時間にする)ように設定されている。
さらに、ECU60は、この大気圧が所定値以下である場合、パージ弁24によるアノードオフガスの排出間隔を長くするように制御して、アノードオフガスの流量を少なくするように設定されている。一方、この大気圧が所定値より大きい場合、パージ弁24によるアノードオフガスの排出間隔を調整しない、つまり、長くしない(大気圧が所定値より大きい場合の排出間隔(一定間隔)である通常排出間隔にする)ように設定されている。
Further, the
Further, when the atmospheric pressure is equal to or lower than a predetermined value, the
すなわち、本参考形態において、酸化剤ガス流量調整手段は、コンプレッサ31と、背圧弁32と、ECU60と、を備えて構成されている。また、排出燃料ガス流量調整手段は、パージ弁24と、ECU60と、を備えて構成されている。
That is, in this reference embodiment, the oxidant gas flow rate adjusting means includes the
≪燃料電池システムの動作≫
次に、燃料電池システム1の動作について、図2を主に参照しながら説明する。
≪Operation of fuel cell system≫
Next, the operation of the fuel cell system 1 will be described with reference mainly to FIG.
ステップS11において、大気圧センサ50により燃料電池自動車が走行している場所(走行場所)の大気圧を検出する。
In step S11, the
ステップS12において、ECU60は、この大気圧が所定値以下であるか否かを判定する。ここでいう所定値とは、例えば、希釈器40から排出されるガス(排出ガス)中の水素が着火しない水素濃度の上限値に対応する大気圧の値であり、事前試験やシミュレーションにより求められ、ECU60に予め記憶されている(図3参照)。換言すると、大気圧の低下による希釈器40の能力不足が顕在化し始める圧力が所定値である。
走行場所の大気圧が、この所定値以下である場合(S12・Yes)、ECU60の処理はステップS13に進む。一方、走行場所の大気圧が、この所定値より大きい場合(S12・No)、ECU60の処理はステップS16に進む。
In step S12, the
When the atmospheric pressure at the travel location is equal to or less than the predetermined value (S12 / Yes), the process of the
ステップS13において、ECU60は、その検出された大気圧に基づいて、コンプレッサ31の回転を速めるように作動させ、背圧弁32の開度を開くように制御して、空気の流量を多くする(図4(a)参照)。このように多くする空気の流量と大気圧の関係は、事前試験等により求められ、ECU60に予め記憶されている。
In step S13, the
ステップS14において、ECU60は、パージ弁24の開いている時間(開時間)を短くするように制御して、アノードオフガスの流量を少なくする(図4(b)参照)。このように短くするパージ弁24の開時間と大気圧の関係は、事前試験等により求められ、ECU60に予め記憶されている。
In step S14, the
ステップS15において、ECU60は、パージ弁24によるアノードオフガスの排出間隔を長くするように制御して、アノードオフガスの流量を少なくする(図4(c)参照)。このように長くするパージ弁24によるアノードオフガスの排出間隔と大気圧の関係は、事前試験等により求められ、ECU60に予め記憶されている。
なお、ステップS13〜S15の処理は、順次すべてを行ってもよいが、それに限定されるものではなく、例えば、ステップS13の処理だけを行い、ステップS14及びS15の処理を行わない構成としてもよい。
その後、ECU60の処理は、リターンを介して、スタートに戻る。
In step S15, the
Note that the processing in steps S13 to S15 may be performed in sequence, but is not limited thereto. For example, only the processing in step S13 may be performed and the processing in steps S14 and S15 may not be performed. .
Thereafter, the processing of the
ステップS16において、ECU60は、空気の流量を、大気圧が所定値より大きい場合の流量(一定量)である通常流量にする。現在の空気の流量が、通常流量である場合は、当該ステップの処理は行わない。
In step S16, the
ステップS17において、ECU60は、パージ弁24の開時間を、大気圧が所定値より大きい場合の開時間(一定時間)である通常開時間にする。現在のパージ弁24の開時間が、通常開時間である場合は、当該ステップの処理は行わない。
In step S17, the
ステップS18において、ECU60は、パージ弁24によるアノードオフガスの排出間隔を、大気圧が所定値より大きい場合の排出間隔(一定間隔)である通常排出間隔にする。現在のパージ弁24によるアノードオフガスの排出間隔が、通常排出間隔である場合は、当該ステップの処理は行わない。
その後、ECU60の処理は、リターンを介して、スタートに戻る。
In step S18, the
Thereafter, the processing of the
≪燃料電池システムの効果≫
このような燃料電池システム1の構成としたので、次のような作用効果が得られる。
酸化剤ガス流量調整手段は、大気圧センサ50により検出される大気圧が所定値以下である場合、その検出された大気圧が低いほど、希釈に用いられる空気の流量を多くする。つまり、大気圧が所定値以下である場合では、希釈器40に導入される空気の流量が多くなる。
≪Effect of fuel cell system≫
Since the fuel cell system 1 is configured as described above, the following operational effects can be obtained.
When the atmospheric pressure detected by the
このようにして、大気圧が所定値以下である場合において、希釈器40に導入される空気の流量が多くなることによって、希釈器40に排出されるアノードオフガスがカソードオフガスと十分に混合希釈され、希釈器40から排出されるガス中の水素の濃度を低減することができる。
In this way, when the atmospheric pressure is below a predetermined value, the flow rate of air introduced into the
また、酸化剤ガス流量調整手段は、大気圧センサ50により検出された大気圧が所定値より大きい場合、希釈に用いられる空気の流量調整を行わない、つまり、空気の流量を多くしない。
Further, when the atmospheric pressure detected by the
このようにして、大気圧が所定値より大きい場合では、空気の流量を多くしない、つまり、大気圧が所定値以下である場合においてのみ、空気の流量を多くする。このように大気圧が所定値以下である場合だけ、酸化剤ガス流量調整手段を作動させる(ECU60の機能を発揮させる)ことによって、仮に高地の場合を考慮して希釈に用いられる空気の流量を常に多く導入するように設定されている場合と比べると、大気圧が所定値以下である場所以外を走行するときのコンプレッサ31の消費電力を抑制することができ、それに伴い発電効率(燃費)を向上させることができる。
Thus, when the atmospheric pressure is larger than the predetermined value, the air flow rate is not increased, that is, only when the atmospheric pressure is equal to or lower than the predetermined value, the air flow rate is increased. Thus, only when the atmospheric pressure is less than or equal to a predetermined value, the flow rate of air used for dilution is considered by considering the case of high altitude by operating the oxidant gas flow rate adjusting means (making the
また、排出燃料ガス流量調整手段は、大気圧センサ50により検出された大気圧が所定値以下である場合、その検出された大気圧が低いほど、パージ弁24によって希釈器40に排出するアノードオフガスの流量を少なくする。つまり、大気圧が所定値以下である場合では、希釈器40に排出されるアノードオフガスの流量が少なくなる。
Further, when the atmospheric pressure detected by the
このようにして、大気圧が所定値以下である場合において、希釈器40に排出されるアノードオフガスの流量が少なくなることによって、希釈器40に排出されるアノードオフガスがカソードオフガスと十分に混合希釈され、希釈器40から排出されるガス中の水素の濃度を低減することができる。
In this way, when the atmospheric pressure is less than or equal to a predetermined value, the anode off-gas discharged to the
また、排出燃料ガス流量調整手段は、大気圧センサ50により検出された大気圧が所定値以下である場合、その検出された大気圧が低いほど、パージ弁24によって排出する排出間隔を長くする。つまり、大気圧が所定値以下である場合では、希釈器40に排出されるアノードオフガスの流量が少なくなる。
Further, when the atmospheric pressure detected by the
このようにして、大気圧が所定値以下である場合において、希釈器40に排出されるアノードオフガスの排出間隔を長くすることによって、希釈器40に排出されるアノードオフガスがカソードオフガスと十分に混合希釈され、希釈器40から排出されるガス中の水素の濃度を低減することができる。換言すると、希釈器40の能力不足を補うことができる。
In this way, when the atmospheric pressure is below a predetermined value, the anode off gas discharged to the
≪燃料電池システムの一動作例≫
図5を参照して、燃料電池自動車が低地から高地へ走行していく場合を例に、燃料電池システム1の一動作例を説明する。
燃料電池自動車が低地から高地へ走行していくと、大気圧センサ50が検出する大気圧は、高い大気圧(値)から低い大気圧(値)になる。
そして、希釈器40に導入される、水素を含むアノードオフガスと空気を含むカソードオフガスの流量が一定量(空気の流量:通常流量、パージ弁24の開時間:通常開時間、パージ弁24によるアノードオフガスの排出間隔:通常排出間隔)であることから、このように大気圧が低くなることに伴って、希釈器40から排出されるガス(排出ガス)中の水素濃度が高くなる傾向にある(比較例)。
≪Example of fuel cell system operation≫
With reference to FIG. 5, an example of the operation of the fuel cell system 1 will be described by taking as an example a case where the fuel cell vehicle travels from a lowland to a highland.
When the fuel cell vehicle travels from low to high, the atmospheric pressure detected by the
Then, the flow rates of the anode off-gas containing hydrogen and the cathode off-gas containing air introduced into the
そこで、大気圧センサ50により検出された大気圧が所定値以下である場合(S12・Yes)、酸化剤ガス流量調整手段は、この検出された大気圧が低いほど、空気の流量を多くする(S13)。また、排出燃料ガス調整手段は、この検出された大気圧が低いほど、パージ弁24の開時間を短くする(S14)。さらに、排出燃料ガス調整手段は、この検出された大気圧が低いほど、パージ弁24によるアノードオフガスの排出間隔を長くする(S15)。
Therefore, when the atmospheric pressure detected by the
このように空気の流量を多くすることによって、例えば、アノードオフガスの流量が一定量の場合でも、希釈器40に排出されるアノードオフガスがカソードオフガスと十分に混合希釈され、排出ガス中の水素濃度を低減することができる。
また、このように希釈器40に排出されるアノードオフガスの流量を少なくする(パージ弁24の開時間を短くする、パージ弁24によるアノードオフガスの排出間隔を長くする)ことによって、希釈器40に排出されるアノードオフガスがカソードオフガスと十分に混合希釈され、排出ガス中の水素濃度を低減することができる。
さらに、空気の流量を多くすることと共に、希釈器40に排出されるアノードオフガスの流量を少なくすることによって、排出ガス中の水素濃度を適切に低減することができる(参考例)。
By increasing the air flow rate in this way, for example, even when the anode off gas flow rate is constant, the anode off gas discharged to the
In addition, by reducing the flow rate of the anode off gas discharged to the
Further, by increasing the flow rate of air and decreasing the flow rate of the anode off-gas discharged to the
以上、本発明の一参考形態について説明したが、本発明は前記参考形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば、次のように変更することができ、また、次の構成を適宜組み合わせてもよい。 As mentioned above, although one reference form of this invention was demonstrated, this invention is not limited to the said reference form, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, it can change as follows, for example, You may combine a structure suitably.
前記した参考形態では、希釈器40に導入されるガスとして、アノードオフガスとカソードオフガスを用いた場合を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、図6に示すように、配管31aの途中が、配管33a、常閉型の開閉弁33、配管33bを介して、希釈器40に接続される構成とし、コンプレッサ31からの非加湿の空気が希釈器40に導入される構成としてもよい。
開閉弁33は、例えばゲート弁等の開閉弁であって、通常は閉じている。そして、このように開閉弁33が閉じている場合、コンプレッサ31からの空気は、配管31aを介して、カソード流路12に供給されるようになっている。
一方、大気圧センサ50により検出された大気圧が所定値以下である場合、ECU60によって、開閉弁33が開かれると、コンプレッサ31からの非加湿の空気が、配管33a等を介して、希釈器40に導入されるようになっている。なお、開閉弁33が全開位置に制御された場合でも、カソード流路12に空気の一部が流れるようにしてもよい。
In the reference embodiment described above, the case where the anode off gas and the cathode off gas are used as the gas introduced into the
The on-off
On the other hand, when the atmospheric pressure detected by the
このように、配管33a等を備えることによって、コンプレッサ31からの非加湿の空気が希釈器40に導入され、その結果として、アノードオフガス中の水素がこの非加湿の空気及びカソードオフガスと混合希釈され、希釈器40から排出されるガス(排出ガス)中の水素濃度を適切に低減することができる。
As described above, by providing the
前記した参考形態又は実施形態では、高地での希釈器40の能力不足に対して、空気の流量を多くした及び希釈器40に排出されるアノードオフガスの流量を少なくしたが、さらに、例えば、希釈器40の内部を蛇腹状の構造とすることで、希釈の処理を促進することができる。
In the reference embodiment or embodiment described above, the air flow rate is increased and the anode off-gas flow rate discharged to the
前記した参考形態又は実施形態では、燃料ガスとして水素を用いた場合を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、メタン等、燃料ガスとして用いることができるものであればよい。 In the reference embodiment or the embodiment described above, the case where hydrogen is used as the fuel gas is exemplified, but the present invention is not limited to this. For example, what can be used as fuel gas, such as methane, should just be used.
前記した参考形態又は実施形態では、未反応の水素を含むアノードオフガスが、そのまま、エゼクタ23に循環させる燃料電池システム1に本発明を適用したが、これに限定されるものではない。
例えば、アノードオフガス中の水分等の不純物を取り除くために、未反応の水素を含むアノードオフガスを、気液分離器(図示しない)を介して、エゼクタ23に戻して、アノード流路11に再供給する燃料電池システムに、本発明を適用してもよい。
In the reference embodiment or embodiment described above, the present invention is applied to the fuel cell system 1 in which the anode off-gas containing unreacted hydrogen is circulated to the
For example, in order to remove impurities such as moisture in the anode off-gas, the anode off-gas containing unreacted hydrogen is returned to the
前記した参考形態又は実施形態では、燃料電池システム1が燃料電池自動車に搭載された場合を例示したが、その他に例えば、自動二輪車、列車、船舶に搭載された燃料電池システムでもよい。また、家庭用や業務用の据え置き型の燃料電池システムや、給湯システムに組み込まれた燃料電池システムでもよい。 In the reference embodiment or the embodiment described above, the case where the fuel cell system 1 is mounted on a fuel cell vehicle has been illustrated. However, for example, a fuel cell system mounted on a motorcycle, a train, or a ship may be used. Further, it may be a stationary fuel cell system for home use or business use, or a fuel cell system incorporated in a hot water supply system.
1 燃料電池システム
10 燃料電池
21 水素タンク(燃料ガス供給手段)
31 コンプレッサ(酸化剤ガス供給手段、酸化剤ガス流量調整手段)
32 背圧弁(酸化剤ガス流量調整手段)
40 希釈器
50 大気圧センサ
60 ECU(酸化剤ガス流量調整手段、排出燃料ガス流量調整手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
31 Compressor (oxidant gas supply means, oxidant gas flow rate adjustment means)
32 Back pressure valve (Oxidant gas flow rate adjusting means)
40
Claims (3)
前記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、
前記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、
前記燃料電池から排出された排出燃料ガス中の燃料ガスを酸化剤ガスによって希釈する希釈器と、
大気圧を検出する大気圧センサと、
前記酸化剤ガス供給手段からの非加湿の酸化剤ガスを、前記燃料電池をバイパスして前記希釈器に導入する配管と、
前記配管に設けられる開閉弁と、
希釈に用いられる酸化剤ガスの流量を調整する酸化剤ガス流量調整手段と、
前記燃料電池から排出された排出燃料ガスを、前記燃料電池の上流側に戻して循環させる循環手段と、
前記排出燃料ガスを前記希釈器に排出する排出手段と、
前記希釈器に排出する排出燃料ガスの流量を調整する排出燃料ガス流量調整手段と、
前記開閉弁を制御する弁制御手段と、
を備え、
前記酸化剤ガス流量調整手段は、前記大気圧センサにより検出された大気圧が所定値以下である場合、その検出された大気圧が低いほど、希釈に用いられる酸化剤ガスの流量を多くし、
前記排出燃料ガス流量調整手段は、前記大気圧センサにより検出された大気圧が所定値以下である場合、その検出された大気圧が低いほど、前記排出手段によって前記希釈器に排出する排出燃料ガスの流量を少なくするとともに、前記排出手段によって排出する排出間隔を長くし、
前記弁制御手段は、前記大気圧センサにより検出された大気圧が所定値以下である場合、前記開閉弁を開き、非加湿の酸化剤ガスを、前記配管を介して前記希釈器に導入する、
ことを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell that generates electricity by being supplied with fuel gas and oxidant gas;
Fuel gas supply means for supplying fuel gas to the fuel cell;
An oxidant gas supply means for supplying an oxidant gas to the fuel cell;
A diluter for diluting the fuel gas in the discharged fuel gas discharged from the fuel cell with an oxidant gas;
An atmospheric pressure sensor for detecting atmospheric pressure;
A pipe for introducing the non-humidified oxidant gas from the oxidant gas supply means into the diluter by bypassing the fuel cell;
An on-off valve provided in the pipe;
An oxidant gas flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the oxidant gas used for dilution;
A circulating means for circulating the exhaust fuel gas discharged from the fuel cell back to the upstream side of the fuel cell;
Discharging means for discharging the discharged fuel gas to the diluter;
An exhaust fuel gas flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the exhaust fuel gas discharged to the diluter;
Valve control means for controlling the on-off valve;
With
When the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor is below a predetermined value, the oxidant gas flow rate adjusting means increases the flow rate of the oxidant gas used for dilution as the detected atmospheric pressure is lower ,
When the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor is less than or equal to a predetermined value, the discharged fuel gas flow rate adjusting means discharges the discharged fuel gas that is discharged to the diluter by the discharge means as the detected atmospheric pressure is lower. And increasing the discharge interval discharged by the discharge means,
When the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor is equal to or lower than a predetermined value, the valve control means opens the on-off valve and introduces a non-humidified oxidant gas into the diluter via the pipe.
A fuel cell system.
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。 The oxidant gas flow rate adjusting means does not adjust the flow rate of the oxidant gas used for dilution when the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor is larger than a predetermined value. Fuel cell system.
前記大気圧センサにより、大気圧を検出するステップと、
前記大気圧が所定値以下であるか否かを判定するステップと、
前記大気圧が所定値以下である場合、その検出された大気圧が低いほど、希釈に用いられる酸化剤ガスの流量を多くするステップと、
前記大気圧が所定値以下である場合、その検出された大気圧が低いほど、前記排出手段によって前記希釈器に排出する排出燃料ガスの流量を少なくするステップと、
前記大気圧が所定値以下である場合、その検出された大気圧が低いほど、前記排出手段によって排出する排出間隔を長くするステップと、
前記大気圧が所定値以下である場合、前記開閉弁が開くことにより、非加湿の酸化剤ガスを、前記配管を介して前記希釈器に導入するステップと、を含む
ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。 A fuel cell that generates power by being supplied with fuel gas and oxidant gas, fuel gas supply means for supplying fuel gas to the fuel cell, oxidant gas supply means for supplying oxidant gas to the fuel cell, A diluter that dilutes the fuel gas in the discharged fuel gas discharged from the fuel cell with an oxidant gas, an atmospheric pressure sensor that detects atmospheric pressure, and a non-humidified oxidant gas from the oxidant gas supply means. A pipe for bypassing the fuel cell and introducing it into the diluter, an on-off valve provided in the pipe, an oxidant gas flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the oxidant gas used for dilution, and the fuel cell Circulating means for circulating the discharged exhaust gas back to the upstream side of the fuel cell, exhaust means for discharging the exhaust fuel gas to the diluter, and exhaust fuel gas to be discharged to the diluter And the discharge fuel gas flow rate adjusting means for adjusting the amount, and valve control means for controlling the on-off valve, a control method of a fuel cell system comprising,
Detecting atmospheric pressure by the atmospheric pressure sensor;
Determining whether the atmospheric pressure is below a predetermined value;
When the atmospheric pressure is below a predetermined value, the lower the detected atmospheric pressure, the more the flow rate of the oxidizing gas used for dilution; and
When the atmospheric pressure is less than or equal to a predetermined value, the lower the detected atmospheric pressure, the lower the flow rate of the discharged fuel gas discharged to the diluter by the discharge means;
When the atmospheric pressure is below a predetermined value, the lower the detected atmospheric pressure, the longer the discharge interval discharged by the discharge means; and
When the atmospheric pressure is equal to or lower than a predetermined value, the open / close valve is opened to introduce a non-humidified oxidant gas into the diluter via the pipe. How to control the system.
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