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公開番号
2025091052
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2025-06-18
出願番号
2023206020
出願日
2023-12-06
発明の名称
燃料電池システム
出願人
愛三工業株式会社
代理人
弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
主分類
H01M
8/04746 20160101AFI20250611BHJP(基本的電気素子)
要約
【課題】コストを低減しつつ、燃料電池の劣化の発生を抑制しながら、燃料電池の発電を停止させることができる燃料電池システムを提供すること。
【解決手段】本開示の一態様は、制御部15は、FCスタック11の発電を間欠停止する要求があったときに、インジェクタ34の目標燃圧を減圧させて、FCスタック11の発電を間欠停止させ、インジェクタ34の目標燃圧を減圧させるときには、FC過電圧に基づいて、インジェクタ34の目標燃圧の減圧速度を変化させる。
【選択図】図5
特許請求の範囲
【請求項1】
燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電する燃料電池と、
前記燃料電池に前記燃料ガスを供給する燃料供給通路と、
前記燃料供給通路に設けられ、前記燃料電池に前記燃料ガスを供給するために駆動する燃料供給装置と、
前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給通路と、
を有する燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池システムは、前記燃料電池の出力電流が、前記燃料電池にて発電した電力を充電するバッテリの電圧に依存するシステムであって、
前記燃料電池の出力電流を測定する電流センサと、
前記燃料電池の出力電圧を測定する電圧センサと、
前記燃料供給装置を制御する制御部と、を有し、
前記電流センサにより測定された前記燃料電池の出力電流の測定値に対応する前記燃料電池の出力電圧の最適値と、前記電圧センサにより測定された前記燃料電池の出力電圧の測定値との差を、出力電圧差と定義するときに、
前記制御部は、
前記燃料電池の発電を停止する要求があったときに、前記燃料供給装置が供給する前記燃料ガスの目標の圧力である目標燃圧を減圧させて、前記燃料電池の発電を停止させ、
前記燃料供給装置の前記目標燃圧を減圧させるときには、前記出力電圧差に基づいて、前記燃料供給装置の前記目標燃圧の減圧速度を変化させること、
を特徴とする燃料電池システム。
続きを表示(約 480 文字)
【請求項2】
請求項1の燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、
前記出力電圧差が所定値未満である場合には前記減圧速度を第1速度とし、
前記出力電圧差が前記所定値以上である場合には前記減圧速度を前記第1速度より遅い第2速度とすること、
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項3】
請求項1または2の燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、前記電流センサにより測定される前記燃料電池の出力電流の測定値が0または略0になったときに、前記燃料供給装置の前記目標燃圧を、大気圧または略大気圧にすること、
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項4】
請求項1または2の燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、前記電流センサにより測定される前記燃料電池の出力電流の測定値が0または略0になったときに、前記燃料電池の出力電圧が前記バッテリの電圧よりも低い目標電圧になるように、前記燃料供給装置の前記目標燃圧を制御すること、
を特徴とする燃料電池システム。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本開示は、燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電する燃料電池を有する燃料電池システムに関する。
続きを表示(約 1,800 文字)
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、燃料電池へ供給する酸化剤ガス(反応用空気)の流量を制御する第1バルブと、燃料電池から排出される酸化剤オフガス(反応用空気)の流量を制御する第2バルブを有する燃料電池システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2022-185247号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に開示される燃料電池システムは、第1バルブや第2バルブを有していることから部品点数が多くなるので、製造やメンテナンスに要するコストが増大してしまう。また、燃料電池の発電を停止するときに、燃料電池へ供給される酸化剤ガスの流量が変動して燃料電池の出力電圧が急変すると、燃料電池に高負荷がかかるので、燃料電池の状態次第では燃料電池の劣化が生じるおそれがある。
【0005】
そこで、本開示は上記した課題を解決するためになされたものであり、コストを低減しつつ、燃料電池の劣化の発生を抑制しながら、燃料電池の発電を停止させることができる燃料電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電する燃料電池と、前記燃料電池に前記燃料ガスを供給する燃料供給通路と、前記燃料供給通路に設けられ、前記燃料電池に前記燃料ガスを供給するために駆動する燃料供給装置と、前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給通路と、を有する燃料電池システムにおいて、前記燃料電池システムは、前記燃料電池の出力電流が、前記燃料電池にて発電した電力を充電するバッテリの電圧に依存するシステムであって、前記燃料電池の出力電流を測定する電流センサと、前記燃料電池の出力電圧を測定する電圧センサと、前記燃料供給装置を制御する制御部と、を有し、前記電流センサにより測定された前記燃料電池の出力電流の測定値に対応する前記燃料電池の出力電圧の最適値と、前記電圧センサにより測定された前記燃料電池の出力電圧の測定値との差を、出力電圧差と定義するときに、前記制御部は、前記燃料電池の発電を停止する要求があったときに、前記燃料供給装置が供給する前記燃料ガスの目標の圧力である目標燃圧を減圧させて、前記燃料電池の発電を停止させ、前記燃料供給装置の前記目標燃圧を減圧させるときには、前記出力電圧差に基づいて、前記燃料供給装置の前記目標燃圧の減圧速度を変化させること、を特徴とする。
【0007】
この態様によれば、燃料供給装置の目標燃圧を減圧させて、燃料供給装置から燃料電池への燃料の供給を停止させることにより、燃料電池の発電を停止(例えば、間欠停止)させる。そのため、燃料電池への酸化剤ガスの供給を遮断しなくても、燃料電池の発電を停止できる。したがって、燃料電池への酸化剤ガスの供給を遮断するための機器(例えば、バルブ)が不要になるので、燃料電池システムの部品点数を減らすことができ、燃料電池システムのコストを低減できる。
【0008】
そして、燃料供給装置の目標燃圧を減圧させるときには、燃料電池の状態の指標となる出力電圧差(すなわち、燃料電池の出力電圧の最適値と測定値との差)の大きさに応じて、燃料供給装置の目標燃圧の減圧速度を変化させる。そのため、燃料電池の劣化の発生を抑制しながら、燃料供給装置の目標燃圧を減圧させて、燃料電池の発電を停止させることができる。
【0009】
上記の態様においては、前記制御部は、前記出力電圧差が所定値未満である場合には前記減圧速度を第1速度とし、前記出力電圧差が前記所定値以上である場合には前記減圧速度を前記第1速度より遅い第2速度とすること、が好ましい。
【0010】
この態様によれば、出力電圧差が所定値以上である場合は、燃料電池が劣化し易い状態である場合であるので、燃料電池の発電を停止するときに、燃料電池の目標燃圧をゆっくり減圧させる。そのため、燃料電池が劣化し易い状態である場合に、燃料電池の出力電圧が急変しないので、燃料電池の劣化の発生を抑制しながら、燃料電池の発電を停止させることができる。
(【0011】以降は省略されています)
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