JP2004179102A - Control method of exhaust gas treatment device of fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車の動力源となる燃料電池の排出ガス処理装置の制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電気自動車(以下、「車両」という。)の動力源となる燃料電池システムが、例えば、純水素(以下、「水素」という。)を燃料とする場合、燃料電池システムへの水素供給は、その利用効率を上げる(燃費を良くする)ために、アノード配管系に循環系を採用している。
循環方式としては、水素を加圧するブロアや負圧を発生させて水素を吸引するエゼクタや、真空ポンプなどを利用する。そして、循環系においては、再循環を長時間続けていると水素中の不純物、例えば窒素の濃度が高まり、発電の効率を悪くすることがある。この水素は不純物が含まれていても濃度が高いので、濃度の高い水素をそのまま大気に排出したのでは不都合が多い。
そこで希釈器内で水素を滞留させ、低濃度に希釈してから大気に排出するようにしている(例えば、特許文献1参照)。また、水分が溜まって燃料電池スタックのアノード配管系内の水素の流れを悪くすることがある。この水分も希釈器を通じて大気に排水するようにしている。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−289237号公報(テキスト版第12頁、図7)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両の運転停止後は、希釈器内に水素が滞留する。この水素は、自然に拡散することによって、配管中や燃料電池を構成する燃料電池スタック内に逆流する虞がある。
一方で、希釈器内に滞留した水素をパージするときに、一度に濃度の高い水素が排出されないように、パージ操作をする必要がある。
【0005】
そこで、本発明は、燃料電池の発電停止後に希釈器内に滞留する水素の濃度を監視しながら低減して排出する排出ガス処理装置の制御方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するための手段として、本発明に係る請求項1の燃料電池の排出ガス処理装置の制御方法は、燃料電池スタックからパージされる水素ガスを入口部より導入して、滞留室に滞留させ、前記滞留室に導入された前記水素ガスを前記燃料電池のカソードオフガスと混合し、希釈して大気に排出する燃料電池の排出ガス処理装置において、前記燃料電池スタックの発電を停止したとき、前記燃料電池スタックを収容するボックスの換気手段及び前記燃料電池スタックへの空気供給手段の少なくとも一方によって、前記滞留室内の残留水素を排出処理する時間を、前記残留水素の濃度に応じて、前記残留水素濃度が大きいときは長い時間に設定することを特徴とする。
【0007】
このような構成としたことにより、請求項1に記載の発明に係る燃料電池の排出ガス処理装置の制御方法では、パージ後、滞留室内の残留水素濃度は時間と共に減少していく。このため、燃料電池が発電を停止したときの残留水素濃度は予測可能である。この残留水素濃度の予測値が判れば、この予測値に応じて、残留水素を排出する時間を設定することができる。このため、燃料電池スタックの発電停止後に、滞留室に滞留した水素を排出するために継続運転される機器(換気手段及び空気供給手段の少なくとも一方)の消費電力を最低限に押さえることが可能になる。これにより、例えば滞留室に滞留した水素を排出するのに蓄電池の容量を必要以上に消費しないで済ませることができるので、再起動時に必要な電気量を確保しやすくなる。
【0008】
本発明に係わる請求項2の燃料電池の排出ガス処理装置の制御方法は、燃料電池スタックからパージされる水素ガスを入口部より導入して、滞留室に滞留させ、前記滞留室に導入された前記水素ガスを前記燃料電池のカソードオフガスと混合し、希釈して大気に排出する燃料電池の排出ガス処理装置において、前記燃料電池スタックの発電を停止したとき、前記燃料電池スタックを収容するボックスの換気手段及び前記燃料電池スタックへの空気供給手段の少なくとも一方によって前記滞留室内の残留水素を排出処理する時間を、前記燃料電池の発電中の最終パージからの経過時間に応じて、パージ直後は長い時間に設定することを特徴とする。
【0009】
このような構成としたことにより、請求項2に記載の発明に係る燃料電池の排出ガス処理装置の制御方法では、滞留室内に残留する水素量は、パージ直後は多く、パージから時間がたてば時間の経過と共に少なくなる。つまり、燃料電池が発電を停止したときに滞留室内に残留する水素量は、燃料電池が発電を停止する直前に行ったパージからの経過時間でわかる。この経過時間により残留水素量がわかると、燃料電池スタックの発電停止後に、滞留室に滞留した水素を排出するために継続運転される機器(換気手段及び空気供給手段の少なくとも一方)の運転時間を設定することができる。即ち、滞留室内に残留する水素の排出処理の時間を最適化することができる。これにより、例えば滞留室に滞留した水素を排出するのに蓄電池の容量を必要以上に消費しないで済ませることができるので、再起動時に必要な電気量を確保しやすくなる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る燃料電池の排出ガス処理装置の制御方法について実施の形態を説明する。
【0011】
参照する図面において、図1は燃料電池電気自動車における排出燃料希釈器を含む燃料電池システムボックスのレイアウトを示す図、図2は燃料電池のシステム図である。最初に燃料電池の排出ガス処理装置について説明する。
【0012】
図1に示すように、燃料電池電気自動車1の略中央部の床下に、燃料電池システムボックス2が搭載されている。燃料電池システムボックス2の内部には、燃料電池システム、即ち、温調器3、燃料電池スタック4、加湿器5、及び排出燃料希釈器6が車両1の前方から後方に向かって順に載置されている。燃料電池システムはこれらのほか、高圧水素容器15、燃料電池スタック4に空気を供給するスーパチャージャ(S/C)16のような空気供給手段、燃料電池システムボックス2内の換気を行う換気ファン18のような換気手段、燃料電池スタック4を冷却する図示せぬラジエタなどから構成される。
【0013】
図2に示すように、燃料電池スタック4は、高圧水素容器15に貯留された燃料となる水素と、車外から取り入れられ、スーパチャージャ16で圧縮された空気を供給されて発電を行い、車両1を駆動するための電気を供給する。この燃料電池スタック4を好適に作動させるために、温調器3(図1参照)で燃料電池スタック4に供給される水素及び空気の温度調整を行い、加湿器5で燃料電池スタック4に供給される水素及び空気を加湿する。排出燃料希釈器6は、アノード配管系からのパージ水素を放出させて滞留させ、排出空気と混合して希釈してから大気に排出する。
【0014】
燃料電池スタック4で一度使用された水素は、その利用効率を上げる(燃費を良くする)ため、配管7により加湿器5の上流側に戻されて循環系を構成している。又、長時間再循環された水素は不純物の濃度が高くなるので、あるいは、内部に水が溜まるので、この水素及び水をパージするため、循環系の配管7から分岐したパージ水素配管8が排出燃料希釈器6に接続されている。パージ水素配管8には開閉弁9が設けられ、ECU(Electronic Control Unit)10のような制御手段に接続されて、通常時には閉じられ、水素ガスのパージのとき開かれる。
【0015】
燃料電池スタック4から排出されるカソードオフガスを排出するための、カソードオフガス配管11が排出燃料希釈器6を貫通して大気に開口している。カソードオフガス配管11は、排出燃料希釈器6内に入ってから管径を細くする。これによりカソードオフガス配管11内を流れるカソードオフガスは流速が速くなり、圧力が低くなる。又、排出燃料希釈器6内のカソードオフガス配管11には、この排出燃料希釈器6内(滞留室13)に滞留する水素を吸い込む図示せぬ穴部、及び燃料電池スタック4で生成される凝縮水を排水するための図示せぬ排水用穴が設けられている。
排出燃料希釈器6の上部には、循環系のパージ水素配管8から放出されるパージ水素の入口部12が設けられている。排出燃料希釈器6内は、入口部12から放出された水素の滞留室13となる。
【0016】
燃料電池システムボックス2は、概略以上のように構成されており、排出燃料希釈器6内の滞留室13に放出されたパージ水素は、拡散して容積が拡大することでしばらく滞留される。その後、パージ水素は、排出燃料希釈器6内に導入されたカソードオフガス配管11内を排気空気が流れているため、図示せぬ穴部から吸い込まれ排気空気と混合して希釈され、低濃度となって大気に排出される。
加湿器5や燃料電池スタック4から出る排気空気中の凝縮水も排気空気と一緒に排出される。
【0017】
排出燃料希釈器6では、信号待ちで車両が停車したときなどに、図7に示すように、所定の時間間隔TPIOで不純物の混じった残留水素のパージを行っている。ところでイグニッションスイッチを切り、燃料電池スタック4の発電を完全に停止すると、排気空気(カソードオフガス)の流れがなくなるので、排出燃料希釈器6内には大気に排出されなかった水素が滞留することになる。
そこで、燃料電池スタック4の発電を停止したあとも、スーパチャージャ16を継続して作動させて燃料電池スタック4からのカソードオフガスを、カソードオフガス配管11を通じて排出燃料希釈器6に続けて供給する。又、発電を停止したあと燃料電池システムボックス2内を換気するための換気ファン18のような換気手段を継続して作動させる。換気ファン18による換気用エアの一部は水素排出用配管17で燃料電池システムボックス2内を貫通し、大気に開口している。そして、水素排出用配管17と排出燃料希釈器6との間を制御用配管19で接続し、制御用配管19の途中に圧力調整が可能な(スーパチャージャ16によって供給されるカソードオフガスの圧力の相違によって開閉する)ベントバルブのような逃がし弁20を設けた。逃がし弁20は、スーパチャージャ16からの信号圧(カソード圧)が、例えば、15kPa以上のとき(発電中)閉じ、5kPa以下になったとき(車両の停車時、または発電停止時)開くように調整されている。
尚、換気ファン18を用いる水素ガスの排気を第1の実施形態として、スーパチャージャ16を用いる水素ガスの排気を第2の実施形態として、後で説明する。
【0018】
又、制御用配管19と水素排出用配管17との接続部には、水素出用配管17よりも内径が狭くなったスロート部21aを有するイジェクタ21を設けた。このようにすることで、イジェクタ21(図2参照)のスロート部21aが水素排出用配管17よりも狭まっているので、換気ファン18によって送風される風速は速くなり、排出燃料希釈器6側よりも圧力が下がる。そのためスロート部21aに吸引力が生じ、この吸引力で排出燃料希釈器6内の滞留室13に滞留している残留水素が吸い出される。
滞留室13内には、水素センサ22を設け、滞留室13内の残留水素量を検出して、ECU10に信号を送り、水素濃度を検出する。水素濃度は、直接検出しなくても、後述する方法により予測値として求めても良い。
尚、符号23はカソード排出口、符号24は水素排出用配管17の排出口、同じく符号25は燃料電池システムボックス2内の換気用排出口である。
【0019】
次に本発明の燃料電池の排出ガス処理装置の制御方法の第1の実施形態について、換気ファンによる制御を図3のフローチャートにより説明する。尚、この第1の実施形態は、滞留室13内の残留水素濃度の予測値に応じて排出時間を決定する実施形態である。
イグニッションスイッチを切って燃料電池スタック4の発電を停止すると(S1)、スーパチャージャ16の運転は停止されるが、換気ファン18はそのまま継続して運転される。そして、図4に示すように、イグニッションスイッチを切る直前に行った水素の最終パージからイグニッションスイッチを切るまでの時間TPIがECU10(図2参照)によって計測される(S2)。次いで、この時間TPIと、イグニッションスイッチを切る以前のスーパチャージャ(S/C)16による滞留室13への空気の流量と、パージ水素量とから、ECU10によって、滞留室13内の水素濃度を予測する(S3)。これは、図7に示すように、パージすると濃度が増加し、パージしていないときは(ゆるやかに)濃度が減少するというアルゴリズムに基づく。
この求めた水素濃度と、図5に示す残留水素の予測濃度の推移曲線とから、目標とする低い水素濃度に下がるまでの時間を算出する(S4)。そして算出した時間(換気ファン18の駆動時間)だけ換気ファン18を駆動し(S5)、滞留室13内の残留水素は、逃がし弁20(発電停止のため、逃がし弁20は開いている)、制御用配管19、イジェクタ21を通って、水素排出用配管17内を流れる空気と混合して希釈され、低濃度となって排出口24から大気に排出される。
この換気ファン18による滞留室13内の残留水素の排出処理の時間は、図5に示すように、残留水素濃度の予測値(初期濃度)が大きいときは長めに行う。
【0020】
第1の実施形態によれば、滞留室13内の残留水素の予測値(初期濃度)が大きいときは、換気ファン18の駆動を長めに行って、残留水素を大気に排出するが、滞留室13内の残留水素濃度の予測値(初期濃度)が小さいときは、換気ファン18の駆動時間は短くなるので、換気ファン18の消費電力を最低限度に抑え、図示せぬ蓄電池の容量を必要以上に消費しないから、再起動時に必要な電気量を確保することができる。
【0021】
次に本発明の燃料電池の排出ガス処理装置の制御方法の第2の実施形態について、スーパチャージャによる制御を図6のフローチャートにより説明する。尚、第2の実施形態は、最終パージからの経過時間に応じて滞留室13内の残留水素の排出処理時間を決定する実施形態である。
イグニッションスイッチを切って燃料電池スタック4の発電を停止すると(S11)、換気ファン18は止まり、スーパチャージャ16はそのまま継続して運転される。そして、図7に示すように、イグニッションスイッチを切る直前に行った水素の最終パージからイグニッションスイッチを切るまでの時間TPIがECU10(図2参照)によって計測される(S12)。そして、ECU10によって、最終パージからイグニッションスイッチを切るまでの時間TPIが、例えば、10秒以上か否かを判断する(S13)。10秒以上であれば(YES)、スーパチャージャ16を駆動する必要がないと判断されるので、スーパチャージャ16は停止される(S14)。
しかしながら、最終パージからイグニッションスイッチを切るまでの時間TPIが、例えば、10秒未満の場合(NO)は、次のようにスーパチャージャ16の駆動時間TSCを計算する(S15)。
【0022】
即ち、ステップS15では、図7に示すように、水素の最終パージからイグニッションスイッチを切るまでの時間TPIと、最終パージとその1つ前のパージの間の時間TPIOとを比べて、スーパチャージャ16の運転時間を計算する。そして、スーパチャージャ16をこの計算した時間TSCだけある回転速度で駆動する(S16)。これにより、滞留室13内の残留水素は、カソードオフガス配管11内に吸い込まれ、空気と混合して希釈され、低濃度となってカソード排出口23から大気に排出される。
このスーパチャージャ16を駆動して滞留室13内の残留水素を排出処理する時間(スーパチャージャ16の駆動時間TSC)は、図8に示すように、パージ直後(TPIが短い側にあるとき)は長めに行う。
【0023】
一方、ステップS15で、図7に示す水素の最終パージからイグニッションスイッチを切るまでの時間TPIと、最終パージとその1つ前のパージの間の時間TPIOとを比べて、等しければ、スーパチャージャ16の駆動時間TSCを「0」と計算し(S13)、この時間TSCだけスーパチャージャ16を駆動する。即ち、時間TSCが0であれば、スーパチャージャ16は駆動されないことになる。
【0024】
第2の実施形態によれば、ある時間(10秒)経過しているか否かを判断し、更に最小時間TSCだけ、スーパチャージャ16を継続運転して、滞留室13内の残留水素の排出処理を行うので、消費電力を最低限度に抑え、蓄電池の容量を必要以上に消費しないから、再起動時に必要な電気量を確保することができる。
【0025】
尚、第1の実施形態では、換気ファン(換気手段)18を使用して、第2の実施形態では、スーパチャージャ(空気供給手段)16を使用して、滞留室13内の残留水素の排出処理を行う場合について説明したが、両実施形態とも、換気ファン(換気手段)18とスーパチャージャ(空気供給手段)16を同時に使用して、滞留室13内の残留水素の排出処理をより短い持間で効率よく行うようにしてもよい。又、第1の実施形態では、換気ファン18に代えてスーパチャージャ16を使用するようにしても良いし、第2の実施形態では、スーパチャージャ16に代えて換気ファン18を使用するようにしても良い。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の発明に係る燃料電池の排出ガス処理装置では、残留水素が多いときは、水素排出時間を長くするので、滞留室内に残留する水素を確実に排出することができる。従って継続運転する換気手段及び空気供給手段の少なくとも一方の消費電力を最低限度に抑えることができる。このため、例えば、蓄電池の容量を必要以上に消費しないから、再起動時に必要な電気量を確保することができる。
【0027】
請求項2に記載の発明に係る燃料電池の排出ガス処理装置では、発電停止時の直前の水素パージからの経過時間が長いときも、水素排出時間を長くするので、滞留室内に残留する水素を確実に排出することができる。従って換気手段及び空気供給手段の少なくとも一方を必要時間継続運転するので、消費電力を最低限度に抑えることができる。このため、例えば、蓄電池の容量を必要以上に消費しないから、再起動時に必要な電気量を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】燃料電池電気自動車における本発明に係る燃料電池システムボックスのレイアウトを示す図である。
【図2】本発明の燃料電池のシステム図である。
【図3】換気ファンの制御方法を示すフローチャートである。
【図4】換気手段を所定時間運転する場合のタイムチャートである。
【図5】滞留室内の水素の予測濃度を示すグラフである。
【図6】スーパチャージャの制御方法を示すフローチャートである。
【図7】スーパチャージャを所定時間運転する場合のタイムチャートである。
【図8】滞留室内の水素の予測濃度を示すグラフである。
【符号の説明】
1 :燃料電池電気自動車(車両)
2 :燃料電池システムボックス
4 :燃料電池スタック
6 :排出燃料希釈器
8 :パージ水素配管
11 :カソードオフガス配管
12 :入口部
13 :滞留室
16 :スーパチャージャ(空気供給手段)
17 :水素排出用配管
18 :換気ファン(換気手段)
20 :逃がし弁
22 :水素センサ
23 :カソード排出口[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for controlling an exhaust gas treatment device for a fuel cell, which is a power source of an electric vehicle.
[0002]
[Prior art]
When a fuel cell system serving as a power source of an electric vehicle (hereinafter, referred to as “vehicle”) uses, for example, pure hydrogen (hereinafter, referred to as “hydrogen”) as a fuel, the supply of hydrogen to the fuel cell system is performed by A circulation system is adopted in the anode piping system to increase the utilization efficiency (improve fuel efficiency).
As a circulation system, a blower for pressurizing hydrogen, an ejector for generating a negative pressure to suction hydrogen, a vacuum pump, or the like is used. In the circulation system, if the recirculation is continued for a long time, the concentration of impurities in hydrogen, for example, nitrogen, increases, and the efficiency of power generation may be reduced. Since this hydrogen has a high concentration even if it contains impurities, it is often inconvenient to discharge high concentration hydrogen to the atmosphere as it is.
Therefore, hydrogen is retained in a diluter, diluted to a low concentration, and then discharged to the atmosphere (for example, see Patent Document 1). In addition, water may accumulate and impede the flow of hydrogen in the anode piping system of the fuel cell stack. This water is also discharged to the atmosphere through a diluter.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-289237 (text version,
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, after the operation of the vehicle is stopped, hydrogen remains in the diluter. This hydrogen may diffuse naturally and flow back into the piping or the fuel cell stack constituting the fuel cell.
On the other hand, when purging hydrogen accumulated in the diluter, it is necessary to perform a purging operation so that hydrogen having a high concentration is not discharged at one time.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a control method of an exhaust gas treatment device that discharges a reduced amount of hydrogen while monitoring the concentration of hydrogen remaining in a diluter after stopping power generation of a fuel cell.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving the above-mentioned problems, a control method of an exhaust gas treatment apparatus for a fuel cell according to
[0007]
With such a configuration, in the control method of the exhaust gas treatment apparatus for a fuel cell according to the first aspect of the present invention, after the purge, the residual hydrogen concentration in the retaining chamber decreases with time. Therefore, the residual hydrogen concentration when the fuel cell stops generating power can be predicted. If the predicted value of the residual hydrogen concentration is known, the time for discharging the residual hydrogen can be set according to the predicted value. Therefore, after the power generation of the fuel cell stack is stopped, it is possible to minimize the power consumption of equipment (at least one of the ventilation means and the air supply means) that is continuously operated to discharge the hydrogen accumulated in the accumulation chamber. Become. Thus, for example, the capacity of the storage battery is not consumed unnecessarily to discharge the hydrogen retained in the retention chamber, so that it is easy to secure a necessary amount of electricity at the time of restart.
[0008]
In the control method of the exhaust gas treatment apparatus for a fuel cell according to the second aspect of the present invention, hydrogen gas purged from the fuel cell stack is introduced from the inlet portion, retained in the retention chamber, and introduced into the retention chamber. In a fuel cell exhaust gas treatment device that mixes the hydrogen gas with a cathode off gas of the fuel cell, dilutes the gas, and discharges the diluted gas to the atmosphere, when power generation of the fuel cell stack is stopped, a box containing the fuel cell stack is The time for exhausting residual hydrogen in the storage chamber by at least one of the ventilation means and the air supply means for the fuel cell stack is long immediately after the purge according to the elapsed time from the final purge during power generation of the fuel cell. It is characterized in that it is set to time.
[0009]
With such a configuration, in the control method of the exhaust gas treatment apparatus for a fuel cell according to the second aspect of the present invention, the amount of hydrogen remaining in the retention chamber is large immediately after the purge, and a long time after the purge. It will decrease over time. That is, the amount of hydrogen remaining in the retention chamber when the fuel cell stops generating power can be determined by the elapsed time from the purge performed immediately before the fuel cell stopped generating power. When the amount of residual hydrogen is known from the elapsed time, the operation time of the equipment (at least one of the ventilation means and the air supply means) continuously operated to discharge the hydrogen retained in the retention chamber after the power generation of the fuel cell stack is stopped is determined. Can be set. That is, it is possible to optimize the time for the process of discharging the hydrogen remaining in the retaining chamber. Thus, for example, the capacity of the storage battery is not consumed unnecessarily to discharge the hydrogen retained in the retention chamber, so that it is easy to secure a necessary amount of electricity at the time of restart.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a control method of an exhaust gas treatment apparatus for a fuel cell according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
In the drawings to be referred to, FIG. 1 is a diagram showing a layout of a fuel cell system box including an exhaust fuel dilutor in a fuel cell electric vehicle, and FIG. 2 is a system diagram of a fuel cell. First, an exhaust gas treatment device for a fuel cell will be described.
[0012]
As shown in FIG. 1, a fuel
[0013]
As shown in FIG. 2, the
[0014]
Hydrogen once used in the
[0015]
A
Above the discharged
[0016]
The configuration of the fuel
Condensed water in the exhaust air from the
[0017]
As shown in FIG. 7, the exhausted
Therefore, even after the power generation of the
Exhaust of hydrogen gas using the
[0018]
In addition, an
A
[0019]
Next, a first embodiment of the control method of the exhaust gas treatment apparatus for a fuel cell according to the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that the first embodiment is an embodiment in which the discharge time is determined according to the predicted value of the residual hydrogen concentration in the
When the ignition switch is turned off to stop the power generation of the fuel cell stack 4 (S1), the operation of the
From the obtained hydrogen concentration and the transition curve of the predicted concentration of residual hydrogen shown in FIG. 5, the time until the hydrogen concentration decreases to the target low hydrogen concentration is calculated (S4). Then, the
As shown in FIG. 5, when the
[0020]
According to the first embodiment, when the predicted value (initial concentration) of the residual hydrogen in the retaining
[0021]
Next, a second embodiment of the control method of the exhaust gas treatment apparatus for a fuel cell according to the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that the second embodiment is an embodiment in which the discharge processing time of the residual hydrogen in the
When the ignition switch is turned off and the power generation of the
However, if the time T PI from the last purge until the ignition switch is turned off is, for example, less than 10 seconds (NO), the drive time T SC of the
[0022]
That is, in step S15, as shown in FIG. 7, the time T PI from the last purge of hydrogen to turning off the ignition switch is compared with the time T PIO between the last purge and the immediately preceding purge, and The operation time of the
When the
[0023]
On the other hand, in step S15, the time T PI from the final purge of hydrogen to the turning off of the ignition switch shown in FIG. 7 is compared with the time T PIO between the final purge and the immediately preceding purge, and if the driving time T SC of the
[0024]
According to the second embodiment, there is determined whether the elapsed time (10 seconds), yet only a minimum time T SC, to continue operating the
[0025]
In the first embodiment, a ventilation fan (ventilation means) 18 is used, and in the second embodiment, a supercharger (air supply means) 16 is used to discharge residual hydrogen in the
[0026]
【The invention's effect】
As described above, in the exhaust gas treatment apparatus for a fuel cell according to the first aspect of the present invention, when the amount of residual hydrogen is large, the hydrogen discharge time is lengthened, so that the hydrogen remaining in the retention chamber is reliably discharged. be able to. Therefore, the power consumption of at least one of the ventilation means and the air supply means which continuously operates can be suppressed to the minimum. For this reason, for example, since the capacity of the storage battery is not consumed more than necessary, a necessary amount of electricity can be secured at the time of restart.
[0027]
In the fuel cell exhaust gas treatment device according to the second aspect of the present invention, even when the elapsed time from the hydrogen purge immediately before the stop of power generation is long, the hydrogen discharge time is extended, so that the hydrogen remaining in the retention chamber is reduced. It can be discharged reliably. Therefore, since at least one of the ventilation means and the air supply means is continuously operated for the required time, power consumption can be suppressed to the minimum. For this reason, for example, since the capacity of the storage battery is not consumed more than necessary, a necessary amount of electricity can be secured at the time of restart.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a layout of a fuel cell system box according to the present invention in a fuel cell electric vehicle.
FIG. 2 is a system diagram of the fuel cell of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a method of controlling a ventilation fan.
FIG. 4 is a time chart when the ventilation means is operated for a predetermined time.
FIG. 5 is a graph showing a predicted concentration of hydrogen in a retention chamber.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a supercharger control method.
FIG. 7 is a time chart when the supercharger is operated for a predetermined time.
FIG. 8 is a graph showing a predicted concentration of hydrogen in the retention chamber.
[Explanation of symbols]
1: Fuel cell electric vehicle (vehicle)
2: Fuel cell system box 4: Fuel cell stack 6: Discharged fuel dilutor 8: Purge hydrogen pipe 11: Cathode off-gas pipe 12: Inlet 13: Retention chamber 16: Supercharger (air supply means)
17: Hydrogen discharge pipe 18: Ventilation fan (ventilation means)
20: relief valve 22: hydrogen sensor 23: cathode outlet
Claims (2)
前記燃料電池スタックの発電を停止したとき、前記燃料電池スタックを収容するボックスの換気手段及び前記燃料電池スタックへの空気供給手段の少なくとも一方によって、前記滞留室内の残留水素を排出処理する時間を、前記残留水素の濃度に応じて、前記残留水素濃度が大きいときは長い時間に設定する、
ことを特徴とする燃料電池の排出ガス処理装置の制御方法。Hydrogen gas purged from the fuel cell stack is introduced from the inlet portion and retained in the retention chamber, and the hydrogen gas introduced into the retention chamber is mixed with the cathode off gas of the fuel cell, diluted, and discharged to the atmosphere. In an exhaust gas treatment device for a fuel cell,
When the power generation of the fuel cell stack is stopped, at least one of ventilation means of a box containing the fuel cell stack and air supply means to the fuel cell stack, the time for discharging residual hydrogen in the storage chamber, According to the concentration of the residual hydrogen, when the residual hydrogen concentration is large, set to a long time,
A method for controlling an exhaust gas treatment device for a fuel cell, comprising:
前記燃料電池スタックの発電を停止したとき、前記燃料電池スタックを収容するボックスの換気手段及び前記燃料電池スタックへの空気供給手段の少なくとも一方によって、前記滞留室内の残留水素を排出処理する時間を、前記燃料電池の発電中の最終パージからの経過時間に応じて、パージ直後は長い時間に設定する、
ことを特徴とする燃料電池の排出ガス処理装置の制御方法。Hydrogen gas purged from the fuel cell stack is introduced from the inlet portion and retained in the retention chamber, and the hydrogen gas introduced into the retention chamber is mixed with the cathode off gas of the fuel cell, diluted, and discharged to the atmosphere. In an exhaust gas treatment device for a fuel cell,
When the power generation of the fuel cell stack is stopped, at least one of ventilation means of a box containing the fuel cell stack and air supply means to the fuel cell stack, the time for discharging residual hydrogen in the storage chamber, According to the elapsed time from the last purge during power generation of the fuel cell, set a long time immediately after the purge,
A method for controlling an exhaust gas treatment device for a fuel cell, comprising:
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