JP4707948B2 - Humidification system for fuel cell - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池自動車等に使用される燃料電池用加湿システムに関し、特に、水分透過型加湿器を備えた燃料電池用加湿システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell humidification system used in a fuel cell automobile and the like, and more particularly, to a fuel cell humidification system including a moisture permeable humidifier.
従来から、固体高分子膜を電解質膜として用いた燃料電池が知られている。この種の燃料電池においては、供給される酸素と水素との電気化学反応により生じた電子が固体電解質膜を流れることにより発電が行われる。そして、発電が効率良く行われるためには、前記固体高分子膜の導電性を高め、反応により生じた電子の移動の際の抵抗を低くする必要がある。ところで、燃料電池内では反応により水が生ずる関係で、燃料電池の反応後に排出されるオフガスには多くの水分が含まれている。したがって、燃料電池の反応後に排出されるオフガスを加湿ガスとして用い、燃料電池の反応に使用される反応ガスを加湿する水分透過型の加湿器を備えた燃料電池用加湿システムが提案されている。
この加湿器を備えた燃料電池用加湿システムにおいて、反応ガスの加湿量を調整するために、加湿器を経て燃料電池に至る反応ガス供給路に、加湿器をバイパスするバイパス路が設けられ、このバイパス路に反応ガスのバイパス流量を調整可能な流量調整弁が取付けられたものが提案されている。
Conventionally, a fuel cell using a solid polymer membrane as an electrolyte membrane is known. In this type of fuel cell, power is generated by electrons generated by an electrochemical reaction between supplied oxygen and hydrogen flowing through a solid electrolyte membrane. In order to efficiently generate power, it is necessary to increase the conductivity of the solid polymer film and reduce the resistance when electrons generated by the reaction move. By the way, since water is generated by the reaction in the fuel cell, the off-gas discharged after the reaction of the fuel cell contains a lot of moisture. Therefore, there has been proposed a fuel cell humidification system including a moisture permeable humidifier that uses off-gas discharged after the fuel cell reaction as a humidification gas and humidifies the reaction gas used in the fuel cell reaction.
In the fuel cell humidification system equipped with the humidifier, in order to adjust the humidification amount of the reaction gas, a bypass path that bypasses the humidifier is provided in the reaction gas supply path that reaches the fuel cell through the humidifier. The thing by which the flow volume adjustment valve which can adjust the bypass flow volume of a reactive gas was attached to the bypass path is proposed.
加湿器にバイパス路が設けられた燃料電池用加湿システムとしては、例えば、加湿の状態と負荷電流の大きさにより、固体高分子電解質が過剰乾燥の状態になると出力が徐々に低下し始め、電流電圧特性を下回ったとき、バイパス路の流量調整弁が作動して加湿量の制御を行うものがある(特許文献1参照)。
また、加湿器を通流する回路に所定の時間通流して供給したのち、加湿器を迂回する回路に所定の時間通流して供給するサイクルを周期的に繰り返す制御を行うものもある(特許文献2参照)。
さらに、燃料電池内の各固体高分子膜の電圧であるセル電圧がしきい値より大きいか否かを判定して流量調整弁を作動する制御を行うものもある(特許文献3参照)。
In addition, there is also a control that periodically repeats a cycle in which a humidifier is supplied for a predetermined time and then supplied to a circuit bypassing the humidifier for a predetermined time (Patent Document). 2).
Furthermore, there is also a control that determines whether or not the cell voltage, which is the voltage of each solid polymer membrane in the fuel cell, is greater than a threshold value and operates the flow rate adjustment valve (see Patent Document 3).
しかしながら加湿器にバイパス路が設けられた燃料電池用加湿システムにおいては、この燃料電池用加湿システムに設けられた水分透過型の加湿器には水透過膜が形成されるため、バイパス路の流量調整弁が故障した場合には、これら水透過膜に対して燃料電池からの熱が伝達されることで水透過膜の温度が上昇することとなる。その結果、水透過膜の温度が耐久温度を超えてしまうと水透過膜の機能が損なわれ、加湿器が故障するとともに、燃料電池用加湿システムの機能が損なわれることで燃料電池の出力低下や故障を引き起こしてしまうという問題がある。したがって、流量調整弁の故障を検知することで、加湿器の故障及び燃料電池の出力低下や故障を未然に防止する機能を有する燃料電池用加湿システムが望まれていた。 However, in a humidifying system for a fuel cell in which a bypass path is provided in the humidifier, a water permeable membrane is formed in the moisture permeable humidifier provided in the humidifying system for the fuel cell. When the valve fails, the temperature of the water permeable membrane rises by transferring heat from the fuel cell to these water permeable membranes. As a result, if the temperature of the water permeable membrane exceeds the endurance temperature, the function of the water permeable membrane is impaired, the humidifier breaks down, and the function of the fuel cell humidification system is impaired. There is a problem of causing failure. Therefore, there has been a demand for a fuel cell humidification system having a function of preventing a humidifier failure and a fuel cell output drop or failure by detecting a failure of the flow rate adjusting valve.
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、加湿器の故障及び燃料電池の出力低下や故障を未然に防止する燃料電池用加湿システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a humidifying system for a fuel cell that prevents a failure of the humidifier and a decrease in output or failure of the fuel cell.
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。すなわち、燃料電池(例えば実施形態における燃料電池1)の反応に使用される反応ガスを前記燃料電池の反応後に排出されるオフガス内の水分により加湿するとともに反応ガスとオフガスとの熱交換を行う加湿器(例えば実施形態における加湿器7)と、前記加湿器をバイパスして前記加湿器の下流側に接続されるバイパス路(例えば実施形態におけるバイパス路8)と、前記バイパス路を通過する反応ガスまたはオフガスの流量を調整するため前記バイパス路に設けられた流量調整弁(例えば実施形態における流量調整弁9)とを備えた燃料電池用加湿システムにおいて、前記流量調整弁の開度の制御を行う流量調整弁制御手段(例えば実施形態における制御部13)と、反応ガスおよびオフガスのうち少なくともいずれか一方の温度を検知する温度検知手段(例えば実施形態におけるセンサ10,11,12)と、少なくとも前記加湿器の下流側で前記温度検知手段によって検知された反応ガスおよびオフガスのうち少なくともいずれか一方の温度と、前記流量調整弁制御手段による前記流量調整弁の開度制御が正常に行われている場合における反応ガスおよびオフガスのうち少なくともいずれか一方の温度とを比較して、前記流量調整弁が故障しているか否かを判断する開度制御判断手段(例えば実施形態における制御部13)とを備えたことを特徴とする。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems. That is, the heat exchange between the reaction gas and the off-gas with humidifying the fuel cell water in off-gas discharged reaction gases used in the reaction of (for example, a
流量調整弁制御手段によって流量調整弁の開度の制御が正常に行われていない場合、流量調整弁が開放されるべきであるにもかかわらず閉鎖されており、あるいは閉鎖されるべきであるにもかかわらず開放されるため、バイパス路を通過する反応ガスまたはオフガスの流量が通常あるべき流量と異なっている。これにより、バイパス路を通過する反応ガスまたはオフガスの温度が、バイパス路を通過しない反応ガスまたはオフガスの温度と異なるため、反応ガスまたはオフガスの温度が通常時におけるそれらの温度より高温あるいは低温となる。そこで、反応ガスまたはオフガスの温度が通常時におけるそれらの温度と異なっていることを温度検知手段によって検知した場合、開度制御判断手段によって流量調整弁の開度の制御が流量調整弁制御手段によって正常に行われていないと判断して、流量調整弁の故障を検知することが可能となる。 If the control of the opening of the flow control valve is not normally performed by the flow control valve control means, the flow control valve should be opened or closed even though it should be opened. However, since it is opened, the flow rate of the reaction gas or off gas passing through the bypass path is different from the flow rate that should normally be. As a result, the temperature of the reaction gas or off-gas that passes through the bypass passage is different from the temperature of the reaction gas or off-gas that does not pass through the bypass passage, so that the temperature of the reaction gas or off-gas is higher or lower than those during normal times. . Therefore, when it is detected by the temperature detection means that the temperature of the reaction gas or off-gas is different from those at normal times, the control of the opening degree of the flow rate adjustment valve is controlled by the flow rate adjustment valve control means. It is possible to detect a failure of the flow rate adjustment valve by determining that the operation is not normally performed.
請求項1に記載した発明に係る燃料電池用加湿システムは、燃料電池の反応に使用される反応ガスを前記燃料電池の反応後に排出されるオフガス内の水分により加湿するとともに反応ガスとオフガスとの熱交換を行う加湿器と、前記加湿器をバイパスして前記加湿器の下流側に接続されるバイパス路と、前記バイパス路を通過する反応ガスまたはオフガスの流量を調整するため前記バイパス路に設けられた流量調整弁とを備えた燃料電池用加湿システムにおいて、前記流量調整弁の開度の制御を行う流量調整弁制御手段と、反応ガスおよびオフガスのうち少なくともいずれか一方の温度を検知する温度検知手段と、前記流量調整弁制御手段によって前記流量調整弁を開放するように制御されているとき、前記加湿器の下流側で前記温度検知手段によって検知された反応ガスの温度が、前記流量調整弁制御手段による前記流量調整弁の開度制御が正常に行われている場合において前記加湿器の下流側で前記温度検知手段を通過する反応ガスの温度上限値以上である場合に、前記流量調整弁が故障していると判断する開度制御判断手段とを備えたことを特徴とする。
The humidification system for a fuel cell according to the invention described in
請求項2に記載した発明に係る燃料電池用加湿システムは、燃料電池の反応に使用される反応ガスを前記燃料電池の反応後に排出されるオフガス内の水分により加湿するとともに反応ガスとオフガスとの熱交換を行う加湿器と、前記加湿器をバイパスして前記加湿器の下流側に接続されるバイパス路と、前記バイパス路を通過する反応ガスまたはオフガスの流量を調整するため前記バイパス路に設けられた流量調整弁とを備えた燃料電池用加湿システムにおいて、前記流量調整弁の開度の制御を行う流量調整弁制御手段と、反応ガスおよびオフガスのうち少なくともいずれか一方の温度を検知する温度検知手段と、前記流量調整弁制御手段によって前記流量調整弁を閉鎖するように制御されているとき、前記加湿器の下流側で前記温度検知手段によって検知された反応ガスの温度が、前記流量調整弁制御手段による前記流量調整弁の開度制御が正常に行われている場合において前記加湿器の下流側で前記温度検知手段を通過する反応ガスの温度下限値以下である場合に、前記流量調整弁が故障していると判断する開度制御判断手段とを備えたことを特徴とする。 A humidification system for a fuel cell according to a second aspect of the present invention humidifies a reaction gas used for a reaction of the fuel cell with moisture in the off-gas discharged after the reaction of the fuel cell, and combines the reaction gas and the off-gas. A humidifier that performs heat exchange, a bypass path that bypasses the humidifier and is connected to the downstream side of the humidifier, and is provided in the bypass path to adjust the flow rate of the reaction gas or off-gas that passes through the bypass path In the humidifying system for a fuel cell provided with the flow rate adjusting valve, the flow rate adjusting valve control means for controlling the opening degree of the flow rate adjusting valve, and the temperature for detecting the temperature of at least one of the reaction gas and the off gas and detecting means, when the pre-Symbol flow control valve control means is controlled so as to close the flow control valve, said temperature sensing hand downstream of the humidifier Reaction gas temperature of the reaction gas is detected, passing through the temperature sensing means downstream of the humidifier when the opening control of the flow control valve by the flow rate adjusting valve control means is successful by If it is lower than the temperature lower limit value, wherein said flow control valve has a opening control determining means for determining that a failure.
燃料電池から排出されたオフガスは、燃料電池の反応熱を伴うため高温である。このオフガスが加湿ガスとして用いられ、燃料電池の反応に使用される反応ガスがオフガスによって加湿される。そのため、流量調整弁を閉鎖すると、加湿器の下流側の反応ガスはオフガスによって加湿されるとともに、所定の温度より高温となる。一方、流量調整弁を開放すると、加湿器の下流側の反応ガスのうち燃料電池の反応による影響を受けない反応ガスの割合が多くなるため、加湿器の下流側の反応ガスは所定の温度より低温となる。したがって、流量調整弁を開放する制御を行っているにもかかわらず、加湿器の下流側で温度検知手段によって検知された反応ガスの温度が所定値以上である場合には、流量調整弁を閉鎖していると考えられることから、流量調整弁が故障していると判断することができる。同様に、流量調整弁を閉鎖する制御を行っているにもかかわらず、加湿器の下流側で温度検知手段によって検知された反応ガスの温度が所定値以下である場合には、流量調整弁を開放していると考えられることから、流量調整弁が故障していると判断することができる。 The off-gas discharged from the fuel cell is high in temperature due to the reaction heat of the fuel cell. This off gas is used as a humidifying gas, and the reaction gas used for the reaction of the fuel cell is humidified by the off gas. Therefore, when the flow rate adjustment valve is closed, the reaction gas downstream of the humidifier is humidified by the off gas and becomes higher than a predetermined temperature. On the other hand, if the flow regulating valve is opened, the proportion of the reaction gas that is not affected by the reaction of the fuel cell in the reaction gas downstream of the humidifier increases, so that the reaction gas downstream of the humidifier is less than the predetermined temperature. It becomes low temperature. Therefore, when the temperature of the reaction gas detected by the temperature detection means on the downstream side of the humidifier is equal to or higher than a predetermined value, even though control is performed to open the flow rate adjustment valve, the flow rate adjustment valve is closed. Therefore, it can be determined that the flow rate adjustment valve is malfunctioning. Similarly, when the temperature of the reaction gas detected by the temperature detection means on the downstream side of the humidifier is not more than a predetermined value despite the control for closing the flow rate adjustment valve, the flow rate adjustment valve is Since it is considered to be open, it can be determined that the flow rate adjustment valve has failed.
請求項3に記載した発明に係る燃料電池用加湿システムは、燃料電池の反応に使用される反応ガスを前記燃料電池の反応後に排出されるオフガス内の水分により加湿するとともに反応ガスとオフガスとの熱交換を行う加湿器と、前記加湿器をバイパスして前記加湿器の下流側に接続されるバイパス路と、前記バイパス路を通過する反応ガスまたはオフガスの流量を調整するため前記バイパス路に設けられた流量調整弁とを備えた燃料電池用加湿システムにおいて、前記流量調整弁の開度の制御を行う流量調整弁制御手段と、反応ガスおよびオフガスのうち少なくともいずれか一方の温度を検知する温度検知手段と、前記流量調整弁制御手段によって前記流量調整弁を開放するように制御されているとき、前記加湿器の上流側で前記温度検知手段によって検知されたオフガスの温度と、前記加湿器の下流側で前記温度検知手段によって検知された反応ガスの温度との差が、前記流量調整弁制御手段による前記流量調整弁の開度制御が正常に行われている場合において前記加湿器の上流側で前記温度検知手段を通過するオフガスの温度と前記加湿器の下流側で前記温度検知手段を通過する反応ガスの温度との差の温度下限値以下である場合に、前記流量調整弁が故障していると判断する開度制御判断手段とを備えたことを特徴とする。 A humidifying system for a fuel cell according to a third aspect of the present invention humidifies a reaction gas used for a reaction of the fuel cell with moisture in the off-gas discharged after the reaction of the fuel cell, and combines the reaction gas and the off-gas. A humidifier that performs heat exchange, a bypass path that bypasses the humidifier and is connected to the downstream side of the humidifier, and is provided in the bypass path to adjust the flow rate of the reaction gas or off-gas that passes through the bypass path In the humidifying system for a fuel cell provided with the flow rate adjusting valve, the flow rate adjusting valve control means for controlling the opening degree of the flow rate adjusting valve, and the temperature for detecting the temperature of at least one of the reaction gas and the off gas and detecting means, when the pre-Symbol flow control valve control means is controlled so as to open the flow control valve, said temperature sensing hand on the upstream side of the humidifier And temperature off-gas detected by the difference between the temperature of the humidifier reaction gas detected by the temperature detecting means on the downstream side of the normal opening control of the flow control valve by the flow rate adjusting valve control means The lower temperature limit value of the difference between the temperature of the off-gas passing through the temperature detection means on the upstream side of the humidifier and the temperature of the reaction gas passing through the temperature detection means on the downstream side of the humidifier If it is less, wherein said flow control valve has a opening control determining means for determining that a failure.
請求項4に記載した発明に係る燃料電池用加湿システムは、燃料電池の反応に使用される反応ガスを前記燃料電池の反応後に排出されるオフガス内の水分により加湿するとともに反応ガスとオフガスとの熱交換を行う加湿器と、前記加湿器をバイパスして前記加湿器の下流側に接続されるバイパス路と、前記バイパス路を通過する反応ガスまたはオフガスの流量を調整するため前記バイパス路に設けられた流量調整弁とを備えた燃料電池用加湿システムにおいて、前記流量調整弁の開度の制御を行う流量調整弁制御手段と、反応ガスおよびオフガスのうち少なくともいずれか一方の温度を検知する温度検知手段と、前記流量調整弁制御手段によって前記流量調整弁を閉鎖するように制御されているとき、前記加湿器の上流側で前記温度検知手段によって検知されたオフガスの温度と、前記加湿器の下流側で前記温度検知手段によって検知された反応ガスの温度との差が、前記流量調整弁制御手段による前記流量調整弁の開度制御が正常に行われている場合において前記加湿器の上流側で前記温度検知手段を通過するオフガスの温度と前記加湿器の下流側で前記温度検知手段を通過する反応ガスの温度との差の温度上限値以上である場合に、前記流量調整弁が故障していると判断する開度制御判断手段とを備えたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fuel cell humidification system that humidifies a reaction gas used for a reaction of a fuel cell with moisture in an off gas discharged after the reaction of the fuel cell and A humidifier that performs heat exchange, a bypass path that bypasses the humidifier and is connected to the downstream side of the humidifier, and is provided in the bypass path to adjust the flow rate of the reaction gas or off-gas that passes through the bypass path In the humidifying system for a fuel cell provided with the flow rate adjusting valve, the flow rate adjusting valve control means for controlling the opening degree of the flow rate adjusting valve, and the temperature for detecting the temperature of at least one of the reaction gas and the off gas and detecting means, when the pre-Symbol flow control valve control means is controlled so as to close the flow control valve, said temperature sensing hand on the upstream side of the humidifier And temperature off-gas detected by the difference between the temperature of the humidifier reaction gas detected by the temperature detecting means on the downstream side of the normal opening control of the flow control valve by the flow rate adjusting valve control means The upper temperature limit value of the difference between the temperature of the off gas passing through the temperature detection means upstream of the humidifier and the temperature of the reaction gas passing through the temperature detection means downstream of the humidifier When it is above, it has the opening degree control judgment means which judges that the said flow regulating valve is out of order, It is characterized by the above-mentioned.
流量調整弁を閉鎖すると、加湿器の下流側の反応ガスはオフガスによって加湿されるとともに高温となるため、オフガスとの温度差が所定値以下となる。一方、流量調整弁を開放すると、加湿器の下流側の反応ガスのうち燃料電池の反応による影響を受けない反応ガスの割合が多くなることで加湿器の下流側の反応ガスが低温となるため、オフガスとの温度差が所定値以上となる。したがって、流量調整弁を開放する制御を行っているにもかかわらず、加湿器の上流側で温度検知手段によって検知されたオフガスの温度と、加湿器の下流側で温度検知手段によって検知された反応ガスの温度との差が所定値以下である場合には、流量調整弁を閉鎖していると考えられることから、流量調整弁が故障していると判断することができる。同様に、流量調整弁を閉鎖する制御を行っているにもかかわらず、加湿器の上流側で温度検知手段によって検知されたオフガスの温度と、加湿器の下流側で温度検知手段によって検知された反応ガスの温度との差が所定値以上である場合には、流量調整弁を開放していると考えられることから、流量調整弁が故障していると判断することができる。 When the flow rate adjustment valve is closed, the reaction gas downstream of the humidifier is humidified by the off gas and becomes high temperature, so that the temperature difference from the off gas becomes a predetermined value or less. On the other hand, when the flow rate adjustment valve is opened, the reaction gas downstream of the humidifier becomes low temperature by increasing the proportion of the reaction gas downstream of the humidifier that is not affected by the reaction of the fuel cell. The temperature difference from the off-gas becomes a predetermined value or more. Therefore, despite the control to open the flow rate adjustment valve, the temperature of the off-gas detected by the temperature detection means upstream of the humidifier and the reaction detected by the temperature detection means downstream of the humidifier When the difference from the gas temperature is equal to or less than the predetermined value, it is considered that the flow rate adjusting valve is closed, and therefore it can be determined that the flow rate adjusting valve is malfunctioning. Similarly, despite the control for closing the flow rate adjusting valve, the temperature of the off-gas detected by the temperature detecting means upstream of the humidifier and the temperature detecting means detected downstream of the humidifier. When the difference from the temperature of the reaction gas is equal to or greater than a predetermined value, it is considered that the flow rate adjustment valve is open, so that it can be determined that the flow rate adjustment valve has failed.
請求項5に記載した発明に係る燃料電池用加湿システムは、燃料電池の反応に使用される反応ガスを前記燃料電池の反応後に排出されるオフガス内の水分により加湿するとともに反応ガスとオフガスとの熱交換を行う加湿器と、前記加湿器をバイパスして前記加湿器の下流側に接続されるバイパス路と、前記バイパス路を通過する反応ガスまたはオフガスの流量を調整するため前記バイパス路に設けられた流量調整弁とを備えた燃料電池用加湿システムにおいて、前記流量調整弁の開度の制御を行う流量調整弁制御手段と、反応ガスおよびオフガスのうち少なくともいずれか一方の温度を検知する温度検知手段と、前記流量調整弁制御手段によって前記流量調整弁を開放するように制御されているとき、前記加湿器の下流側で前記温度検知手段によって検知された反応ガスの温度と、前記加湿器の上流側で前記温度検知手段によって検知された反応ガスの温度との差が、前記流量調整弁制御手段による前記流量調整弁の開度制御が正常に行われている場合において前記加湿器の下流側で前記温度検知手段を通過する反応ガスの温度と前記加湿器の上流側で前記温度検知手段を通過する反応ガスの温度との差の温度上限値以上である場合に、前記流量調整弁が故障していると判断する開度制御判断手段とを備えたことを特徴とする。 A humidifying system for a fuel cell according to a fifth aspect of the present invention humidifies a reaction gas used for a reaction of the fuel cell with moisture in the off-gas discharged after the reaction of the fuel cell, and combines the reaction gas and the off-gas. A humidifier that performs heat exchange, a bypass path that bypasses the humidifier and is connected to the downstream side of the humidifier, and is provided in the bypass path to adjust the flow rate of the reaction gas or off-gas that passes through the bypass path In the humidifying system for a fuel cell provided with the flow rate adjusting valve, the flow rate adjusting valve control means for controlling the opening degree of the flow rate adjusting valve, and the temperature for detecting the temperature of at least one of the reaction gas and the off gas and detecting means, when the pre-Symbol flow control valve control means is controlled so as to open the flow control valve, said temperature sensing hand downstream of the humidifier And the temperature of the reaction gas detected by the difference between the temperature of the reaction gas detected by said temperature detecting means at the upstream side of the humidifier, opening control of the flow control valve by the flow rate adjusting valve control means The temperature of the difference between the temperature of the reaction gas that passes through the temperature detection means on the downstream side of the humidifier and the temperature of the reaction gas that passes through the temperature detection means on the upstream side of the humidifier in a normal operation. If it is more than the upper limit value, characterized in that the flow control valve has a opening control determining means for determining that a failure.
請求項6に記載した発明に係る燃料電池用加湿システムは、燃料電池の反応に使用される反応ガスを前記燃料電池の反応後に排出されるオフガス内の水分により加湿するとともに反応ガスとオフガスとの熱交換を行う加湿器と、前記加湿器をバイパスして前記加湿器の下流側に接続されるバイパス路と、前記バイパス路を通過する反応ガスまたはオフガスの流量を調整するため前記バイパス路に設けられた流量調整弁とを備えた燃料電池用加湿システムにおいて、前記流量調整弁の開度の制御を行う流量調整弁制御手段と、反応ガスおよびオフガスのうち少なくともいずれか一方の温度を検知する温度検知手段と、前記流量調整弁制御手段によって前記流量調整弁を閉鎖するように制御されているとき、前記加湿器の下流側で前記温度検知手段によって検知された反応ガスの温度と、前記加湿器の上流側で前記温度検知手段によって検知された反応ガスの温度との差が、前記流量調整弁制御手段による前記流量調整弁の開度制御が正常に行われている場合において前記加湿器の下流側で前記温度検知手段を通過する反応ガスの温度と前記加湿器の上流側で前記温度検知手段を通過する反応ガスの温度との差の温度下限値以下である場合に、前記流量調整弁が故障していると判断する開度制御判断手段とを備えたことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a fuel cell humidification system that humidifies a reaction gas used for a reaction of a fuel cell with moisture in an off-gas discharged after the reaction of the fuel cell, and A humidifier that performs heat exchange, a bypass path that bypasses the humidifier and is connected to the downstream side of the humidifier, and is provided in the bypass path to adjust the flow rate of the reaction gas or off-gas that passes through the bypass path In the humidifying system for a fuel cell provided with the flow rate adjusting valve, the flow rate adjusting valve control means for controlling the opening degree of the flow rate adjusting valve, and the temperature for detecting the temperature of at least one of the reaction gas and the off gas and detecting means, when the pre-Symbol flow control valve control means is controlled so as to close the flow control valve, said temperature sensing hand downstream of the humidifier And the temperature of the reaction gas detected by the difference between the temperature of the reaction gas detected by said temperature detecting means at the upstream side of the humidifier, opening control of the flow control valve by the flow rate adjusting valve control means The temperature of the difference between the temperature of the reaction gas that passes through the temperature detection means on the downstream side of the humidifier and the temperature of the reaction gas that passes through the temperature detection means on the upstream side of the humidifier in a normal operation. If it is less than the lower limit value, characterized in that the flow control valve has a opening control determining means for determining that a failure.
流量調整弁を閉鎖すると、加湿器の下流側の反応ガスはオフガスによって加湿されるとともに高温となるため、加湿器の上流側の反応ガスとの温度差が所定値以上となる。一方、流量調整弁を開放すると、加湿器の下流側の反応ガスのうち燃料電池の反応による影響を受けない反応ガスの割合が多くなることで加湿器の下流側の反応ガスが低温となるため、加湿器の上流側の反応ガスとの温度差が所定値以下となる。したがって、流量調整弁を開放する制御を行っているにもかかわらず、加湿器の下流側で温度検知手段によって検知された反応ガスの温度と、加湿器の上流側で温度検知手段によって検知された反応ガスの温度との差が所定値以上である場合には、流量調整弁を閉鎖していると考えられることから、流量調整弁が故障していると判断することができる。同様に、流量調整弁を閉鎖する制御を行っているにもかかわらず、加湿器の下流側で温度検知手段によって検知された反応ガスの温度と、加湿器の上流側で温度検知手段によって検知された反応ガスの温度との差が所定値以下である場合には、流量調整弁を開放していると考えられることから、流量調整弁が故障していると判断することができる。 When the flow rate adjustment valve is closed, the reaction gas downstream of the humidifier is humidified by the off gas and becomes high temperature, so that the temperature difference with the reaction gas upstream of the humidifier becomes a predetermined value or more. On the other hand, when the flow rate adjustment valve is opened, the reaction gas downstream of the humidifier becomes low temperature by increasing the proportion of the reaction gas downstream of the humidifier that is not affected by the reaction of the fuel cell. The temperature difference with the reaction gas upstream of the humidifier becomes a predetermined value or less. Therefore, in spite of performing control to open the flow rate adjusting valve, the temperature of the reaction gas detected by the temperature detection means on the downstream side of the humidifier and the temperature detection means on the upstream side of the humidifier are detected. When the difference from the temperature of the reaction gas is equal to or greater than a predetermined value, it is considered that the flow rate adjustment valve is closed, and therefore it can be determined that the flow rate adjustment valve is malfunctioning. Similarly, the temperature of the reaction gas detected by the temperature detection means on the downstream side of the humidifier and the temperature detection means on the upstream side of the humidifier are detected despite the control for closing the flow rate adjusting valve. When the difference between the reaction gas temperature and the temperature is equal to or less than a predetermined value, it is considered that the flow rate adjustment valve is open, and therefore it can be determined that the flow rate adjustment valve is malfunctioning.
請求項7に記載した発明に係る燃料電池用加湿システムは、燃料電池の反応に使用される反応ガスを前記燃料電池の反応後に排出されるオフガス内の水分により加湿するとともに反応ガスとオフガスとの熱交換を行う加湿器と、前記加湿器をバイパスして前記加湿器の下流側に接続されるバイパス路と、前記バイパス路を通過する反応ガスまたはオフガスの流量を調整するため前記バイパス路に設けられた流量調整弁とを備えた燃料電池用加湿システムにおいて、前記流量調整弁の開度の制御を行う流量調整弁制御手段と、反応ガスおよびオフガスのうち少なくともいずれか一方の温度を検知する温度検知手段と、前記流量調整弁制御手段によって開放されていた前記流量調整弁を閉鎖するように制御したとき、または閉鎖されていた前記流量調整弁を開放するように制御したとき、前記加湿器の下流側で前記温度検知手段によって検知された反応ガスの温度が一定である場合に前記流量調整弁が故障していると判断する開度制御判断手段とを備えたことを特徴とする。 The humidification system for a fuel cell according to the invention described in claim 7 humidifies the reaction gas used for the reaction of the fuel cell with moisture in the off-gas discharged after the reaction of the fuel cell and A humidifier that performs heat exchange, a bypass path that bypasses the humidifier and is connected to the downstream side of the humidifier, and is provided in the bypass path to adjust the flow rate of the reaction gas or off-gas that passes through the bypass path In the humidifying system for a fuel cell provided with the flow rate adjusting valve, the flow rate adjusting valve control means for controlling the opening degree of the flow rate adjusting valve, and the temperature for detecting the temperature of at least one of the reaction gas and the off gas detecting means and, before SL when controlled to close the flow control valve controls the flow rate adjusting valve which has been opened by means or closed which was the flow When controlled so as to open the regulating valve, it is determined that the flow rate control valve when the temperature of the humidifier reaction gas detected by the temperature detecting means on the downstream side of a constant is faulty opening And a control judging means .
流量調整弁を閉鎖すると、加湿器の下流側の反応ガスはオフガスによって加湿されるとともに高温となる。一方、流量調整弁を開放すると、加湿器の下流側の反応ガスのうち燃料電池の反応による影響を受けない反応ガスの割合が多くなるため、加湿器の下流側の反応ガスは低温となる。したがって、開放されていた流量調整弁を閉鎖する制御を行うと加湿器の下流側の反応ガスは低温から高温に変化するにもかかわらず、加湿器の下流側で温度検知手段によって検知された反応ガスの温度が一定である場合には、流量調整弁を開放した状態から変化していないと考えられることから、流量調整弁が故障していると判断することができる。同様に、閉鎖されていた流量調整弁を開放する制御を行うと加湿器の下流側の反応ガスは高温から低温に変化するにもかかわらず、加湿器の下流側で温度検知手段によって検知された反応ガスの温度が一定である場合には、流量調整弁を閉鎖した状態から変化していないと考えられることから、流量調整弁が故障していると判断することができる。 When the flow regulating valve is closed, the reaction gas downstream of the humidifier is humidified by the off gas and becomes high temperature. On the other hand, when the flow rate adjustment valve is opened, the ratio of the reaction gas that is not affected by the reaction of the fuel cell in the reaction gas downstream of the humidifier increases, so the reaction gas downstream of the humidifier becomes low temperature. Therefore, when control is performed to close the flow control valve that has been opened, the reaction gas detected by the temperature detector on the downstream side of the humidifier, even though the reaction gas on the downstream side of the humidifier changes from low temperature to high temperature. When the gas temperature is constant, it is considered that the flow rate adjusting valve has not changed since the flow rate adjusting valve is opened, and therefore it can be determined that the flow rate adjusting valve has failed. Similarly, when control is performed to open the closed flow rate adjustment valve, the reaction gas on the downstream side of the humidifier was detected by the temperature detection means on the downstream side of the humidifier, despite the change from high temperature to low temperature. When the temperature of the reaction gas is constant, it is considered that the flow rate adjustment valve has not changed since the flow rate adjustment valve is closed, so that it can be determined that the flow rate adjustment valve has failed.
請求項8に記載した発明に係る燃料電池用加湿システムにおいて、前記バイパス路は、前記加湿器を経て前記燃料電池に至る反応ガス供給路(例えば実施形態における反応ガス供給路4)に設けられていることを特徴とする。
反応ガス供給路に加湿器をバイパスすることで、反応ガスをバイパス路に通過させながら反応ガスの加湿量を調整することが可能である。
The fuel cell humidification system according to claim 8 , wherein the bypass path is provided in a reaction gas supply path (for example, the reaction
By bypassing the humidifier to the reaction gas supply path, it is possible to adjust the humidification amount of the reaction gas while passing the reaction gas through the bypass path.
請求項9に記載した発明に係る燃料電池用加湿システムにおいて、前記バイパス路は、前記燃料電池から前記加湿器を経て排出されるオフガス排出路(例えば実施形態におけるオフガス排出路6)に設けられていることを特徴とする。
オフガス供給路に加湿器をバイパスすることで、オフガスをバイパス路に通過させながらオフガスの加湿量を調整し、加湿器に供給されたオフガスを反応ガスに供給して反応ガスの加湿量を調整することが可能となる。
The fuel cell humidification system according to
By bypassing the humidifier to the off gas supply path, the amount of humidification of the off gas is adjusted while passing the off gas through the bypass path, and the amount of humidification of the reaction gas is adjusted by supplying the off gas supplied to the humidifier to the reaction gas. It becomes possible.
また、燃料電池用加湿システムの故障検知方法は、燃料電池(例えば実施形態における燃料電池1)の反応に使用される反応ガスを前記燃料電池の反応後に排出されるオフガス内の水分により加湿する加湿器(例えば実施形態における加湿器7)と、前記加湿器をバイパスするバイパス路(例えば実施形態におけるバイパス路8)と、前記バイパス路を通過する反応ガスの流量を調整する流量調整弁(例えば実施形態における流量調整弁9)とを備えた燃料電池用加湿システムの故障を検知する燃料電池用加湿システムの故障検知方法において、前記流量調整弁が正常に開放または閉鎖されているか否かを反応ガスまたはオフガスの温度を検知して判断することを特徴とする。
Further, the failure detection method of the fuel cell humidification system is a humidification method in which a reaction gas used for a reaction of a fuel cell (for example, the
流量調整弁が正常に開放または閉鎖されていない場合、流量調整弁が開放されるべきであるにもかかわらず閉鎖されており、あるいは閉鎖されるべきであるにもかかわらず開放されるため、バイパス路を通過する反応ガスまたはオフガスの流量が通常の流量と異なる。これにより、反応ガスまたはオフガスの温度が通常時におけるそれらの温度より高温あるいは低温となる。そこで、反応ガスまたはオフガスの温度が通常時におけるそれらの温度と異なっていることを検知した場合、流量調整弁が正常に開放または閉鎖されていないと判断して、流量調整弁の故障を検知することが可能となる。 If the flow regulating valve is not normally opened or closed, it is closed regardless of whether the flow regulating valve should be opened, or opened even though it should be closed. The flow rate of the reaction gas or off gas passing through the path is different from the normal flow rate. As a result, the temperature of the reaction gas or off-gas becomes higher or lower than their normal temperature. Therefore, if it is detected that the temperature of the reaction gas or off-gas is different from those at normal times, it is determined that the flow regulating valve is not normally opened or closed, and a failure of the flow regulating valve is detected. It becomes possible.
本発明によれば、反応ガスまたはオフガスの温度が通常時におけるそれらの温度と異なっていることを温度検知手段によって検知した場合、開度制御判断手段によって、流量調整弁の開度の制御が流量調整弁制御手段によって正常に行われていないと判断して、流量調整弁の故障を検知することが可能となるので、加湿器の故障及び燃料電池の出力低下や故障を未然に防止することができる。 According to the present invention, when the temperature detecting means detects that the temperature of the reaction gas or the off gas is different from those at the normal time, the opening degree control determining means controls the opening degree of the flow rate adjusting valve. Since it is possible to detect the malfunction of the flow regulating valve by judging that the regulating valve control means is not normally performed, it is possible to prevent the malfunction of the humidifier and the decrease or malfunction of the fuel cell. it can.
請求項1または2に記載した発明によれば、加湿器の下流側で温度検知手段によって検知された反応ガスの温度が所定値あるいはその所定値を超えた値であることによって、流量調整弁が故障していると判断することができるので、加湿器の故障及び燃料電池の出力低下や故障を未然に防止することができる。
According to the invention described in
請求項3または4に記載した発明によれば、加湿器の上流側で温度検知手段によって検知されたオフガスの温度と、加湿器の下流側で温度検知手段によって検知された反応ガスの温度との差が所定値あるいはその所定値を超えた値であることによって、流量調整弁が故障していると判断することができるので、加湿器の故障及び燃料電池の出力低下や故障を未然に防止することができる。
According to the invention described in
請求項5または6に記載した発明によれば、加湿器の下流側で温度検知手段によって検知された反応ガスの温度と、加湿器の上流側で温度検知手段によって検知された反応ガスの温度との差が所定値あるいはその所定値を超えた値であることによって、流量調整弁が故障していると判断することができるので、加湿器の故障及び燃料電池の出力低下や故障を未然に防止することができる。
According to the invention described in
請求項7に記載した発明によれば、加湿器の下流側で温度検知手段によって検知された反応ガスの温度が一定である場合には、流量調整弁が故障していると判断することができるので、加湿器の故障及び燃料電池の出力低下や故障を未然に防止することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, when the temperature of the reaction gas detected by the temperature detecting means is constant on the downstream side of the humidifier, it can be determined that the flow rate adjusting valve has failed. Therefore, it is possible to prevent the failure of the humidifier and the output reduction or failure of the fuel cell.
請求項8または9に記載した発明によれば、反応ガスをバイパス路に通過させながら反応ガスの加湿量を調整することが可能となるので、燃料電池用加湿システムの加湿制御を直接的かつ迅速に行うことができる。
According to the invention described in
燃料電池用加湿システムの故障検知方法によれば、反応ガスまたはオフガスの温度が通常時におけるそれらの温度と異なっていることを検知した場合、流量調整弁が正常に開放または閉鎖されていないと判断して、流量調整弁の故障を検知することが可能となるので、加湿器の故障及び燃料電池の出力低下や故障を未然に防止することができる。 According to the failure detection method of the fuel cell humidification system, if it is detected that the temperature of the reaction gas or off-gas is different from those during normal operation, it is determined that the flow control valve is not normally opened or closed. As a result, it is possible to detect a failure of the flow regulating valve, so that it is possible to prevent a failure of the humidifier and a decrease or failure of the output of the fuel cell.
以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明を適用した燃料電池用加湿システムを示すブロック図である。
この燃料電池加湿システムは、例えば、燃料電池自動車に使用されるものである。同図において、1は燃料電池を示している。燃料電池1は多数の固体高分子膜を備えたものであって、アノード極及びカソード極を構成する。各固体高分子膜は酸素と水素とを隔絶しつつ、飽和含水することにより、分子中に存在するプロトン交換基によって導電性電解質として機能するものである。そして、固体高分子膜を加湿して導電性を高めるために後述する加湿器が用いられるのである。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a fuel cell humidification system to which the present invention is applied.
This fuel cell humidification system is used, for example, in a fuel cell vehicle. In the figure,
燃料電池1のガス入口2,2aにはそれぞれ、燃料電池の反応に使用される反応ガス具体的にはエア供給システム3から供給される空気あるいは水素供給システム3aから供給される水素ガスを供給する反応ガス供給路4,4aが接続されている。この反応ガス供給路4は、エア供給システム3から加湿器7を経て燃料電池1のガス入口2に至るようになっている。また、反応ガス供給路4aは、水素供給システム3aから燃料電池1のガス入口2aに至るようになっている。
The
燃料電池1のガス出口5,5aにはそれぞれ、反応を終えて燃料電池1から排出されるオフガスのオフガス排出路6,6aが接続されている。上記反応ガス供給路4とオフガス排出路6とにまたがって、反応ガスである空気をオフガス内の水分により加湿する加湿器7が、水分透過型のカソード加湿器として設けられている。
また、反応ガス供給路4には、加湿器7をバイパスするバイパス路8が設けられている。このバイパス路8には、バイパス路8を通過する空気の流量を調整する流量調整弁9が設けられている。
The
The reaction
燃料電池1の上流側かつバイパス路8の下流側には燃料電池1に供給される空気の温度を検知する温度検知手段としてのセンサ10が設けられ、燃料電池1の下流側には燃料電池1から排出される空気の温度を検知する温度検知手段としてのセンサ11が設けられている。また、バイパス路8の上流側にはエア供給システム3から加湿器7あるいはバイパス路8に供給される空気の温度を検知する温度検知手段としてのセンサ12が設けられている。
A
この燃料電池加湿システムには、流量調整弁9の制御を行う流量調整弁制御手段としての制御部13が設けられている。この制御部13は、温度検知手段としてのセンサ10,11,12によって検知された温度に関する信号を入力し、エア供給システム3、水素供給システム3a、及び流量調整弁9を駆動させる信号を出力するようになっている。
また、この制御部13には、流量調整弁9の開度の制御が正常に行われているか否かを、センサ10,11,12によって検知された反応ガスまたはオフガスの温度に基づいて判断する開度制御判断手段としての機能を有している。
This fuel cell humidification system is provided with a
Further, the
上記の構成からなる燃料電池用加湿システムにおいて、燃料電池用加湿システムの故障を検知する方法を、フローチャートを用いて説明する。なお、燃料電池用加湿システムの故障を検知する方法は以下の(1)〜(4)であり、それらフローチャートをそれぞれ図2〜図5に示す。また、図6は、流量調整弁9を閉鎖した場合における反応ガスの温度及びオフガスの温度を示すグラフ図であり、図7は、流量調整弁9を開放した場合における反応ガスの温度及びオフガスの温度を示すグラフ図である。
A method of detecting a failure of the fuel cell humidification system in the fuel cell humidification system having the above configuration will be described with reference to a flowchart. In addition, the method of detecting the failure of the humidification system for fuel cells is the following (1) to (4), and those flowcharts are shown in FIGS. FIG. 6 is a graph showing the reaction gas temperature and off-gas temperature when the flow
(1)センサ10によって検出した反応ガスの温度から燃料電池用加湿システムの故障を検知する方法
まず、制御部13は、予めセンサ10を通過する反応ガスの温度上限値及び温度下限値を認識している(ステップS1)。
制御部13は、エア供給システム3及び水素供給システムを駆動させた後、流量調整弁9を開放させるか、あるいは閉鎖させるかを選択する(ステップS2)。
(1) Method for Detecting Failure of Fuel Cell Humidification System from Reaction Gas Temperature Detected by
After driving the air supply system 3 and the hydrogen supply system, the
制御部13が流量調整弁9を開放させると選択した場合、センサ10が反応ガスの温度を検知し、制御部13がセンサ10によって検知された反応ガスの温度を認識する(ステップS3)。そして、その検知した反応ガスの温度と、予め認識していた温度上限値とを比較する(ステップS4)。
検知した反応ガスの温度が温度上限値以上であれば、流量調整弁9が故障したと判断する(ステップS5)。一方、検知した反応ガスの温度が温度上限値以上でなければ、流量調整弁9が正常に機能していると判断し、ステップS2に戻る。
When the
If the detected temperature of the reaction gas is equal to or higher than the temperature upper limit value, it is determined that the flow
制御部13が流量調整弁9を閉鎖させると選択した場合、センサ10が反応ガスの温度を検知し、制御部13がセンサ10によって検知された反応ガスの温度を認識する(ステップS6)。そして、その検知した反応ガスの温度と、予め認識していた温度下限値とを比較する(ステップS7)。
検知した反応ガスの温度が温度下限値以下であれば、流量調整弁9が故障したと判断する(ステップS5)。一方、検知した反応ガスの温度が温度下限値以下でなければ、流量調整弁9が正常に機能していると判断し、ステップS2に戻る。
When the
If the detected temperature of the reaction gas is equal to or lower than the temperature lower limit value, it is determined that the flow
ここで、制御部13によって流量調整弁9の開度の制御が正常に行われていない場合、流量調整弁9が開放されるべきであるにもかかわらず閉鎖されており、あるいは閉鎖されるべきであるにもかかわらず開放される状態となっている。そのため、この状態においては、バイパス路8を通過する反応ガスまたはオフガスの流量が通常あるべき流量とは異なっている。これにより、反応ガスまたはオフガスの温度が、バイパス路を通過しない反応ガスまたはオフガスの温度と異なるため、通常時におけるそれらの温度より高温あるいは低温となる。そこで、反応ガスまたはオフガスの温度が通常時におけるそれらの温度と異なっていることをセンサ10によって検知した場合、制御部13によって流量調整弁9の開度の制御が制御部13によって正常に行われていないと判断して、流量調整弁9の故障を検知することが可能となる。
Here, when control of the opening degree of the flow
この場合、燃料電池1から排出されたオフガスは、燃料電池1の反応熱を伴うため高温である。このオフガスが加湿ガスとして用いられ、燃料電池1の反応に使用される反応ガスがオフガスによって加湿される。そのため、流量調整弁9を閉鎖すると、加湿器7の下流側の反応ガスはオフガスによって加湿されるとともに、所定の温度より高温となる。一方、流量調整弁9を開放すると、加湿器7の下流側の反応ガスのうち燃料電池1の反応による影響を受けない反応ガスの割合が多くなるため、加湿器7の下流側の反応ガスは所定の温度より低温となる。したがって、流量調整弁9を開放する制御を行っているにもかかわらず、加湿器7の下流側でセンサ10によって検知された反応ガスの温度が温度上限値以上である場合には、流量調整弁9を閉鎖していると考えられることから、流量調整弁9が故障していると判断することができる。同様に、流量調整弁9を閉鎖する制御を行っているにもかかわらず、加湿器7の下流側でセンサ10によって検知された反応ガスの温度が温度下限値以下である場合には、流量調整弁9を開放していると考えられることから、流量調整弁9が故障していると判断することができる。
In this case, the off gas discharged from the
(2)センサ10によって検出した反応ガスの温度とセンサ11によって検出した反応ガスの温度との差から燃料電池用加湿システムの故障を検知する方法
まず、制御部13は、予めセンサ10を通過する反応ガスの温度とセンサ11を通過するオフガスの温度との差についての温度下限値及び温度上限値を認識している(ステップS11)。
制御部13は、エア供給システム3及び水素供給システムを駆動させた後、流量調整弁9を開放させるか、あるいは閉鎖させるかを選択する(ステップS12)。
(2) Method for Detecting Failure of Humidification System for Fuel Cell from Difference between Temperature of Reactive Gas Detected by
After driving the air supply system 3 and the hydrogen supply system, the
制御部13が流量調整弁9を開放させると選択した場合、センサ10が反応ガスの温度を検知し(ステップS13)、センサ11がオフガスの温度を検知して(ステップS14)、制御部13がセンサ10及びセンサ11によって検知された反応ガス及びオフガスの温度をそれぞれ認識する。そして、センサ10が検知した反応ガスの温度とセンサ11が検知したオフガスの温度との差と、予め認識していた温度下限値とを比較する(ステップS15)。
検知した反応ガスの温度が温度下限値以下であれば、流量調整弁9が故障したと判断する(ステップS16)。一方、検知した反応ガスの温度が温度下限値以下でなければ、流量調整弁9が正常に機能していると判断し、ステップS12に戻る。
When the
If the detected temperature of the reaction gas is equal to or lower than the temperature lower limit value, it is determined that the flow
制御部13が流量調整弁9を閉鎖させると選択した場合、センサ10が反応ガスの温度を検知し(ステップS17)、センサ11がオフガスの温度を検知して(ステップS18)、制御部13がセンサ10及びセンサ11によって検知された反応ガス及びオフガスの温度をそれぞれ認識する。そして、センサ10が検知した反応ガスの温度とセンサ11が検知したオフガスの温度との差と、予め認識していた温度上限値とを比較する(ステップS19)。
検知した反応ガスの温度が温度上限値以上であれば、流量調整弁9が故障したと判断する(ステップS16)。一方、検知した反応ガスの温度が温度上限値以上でなければ、流量調整弁9が正常に機能していると判断し、ステップS12に戻る。
When the
If the detected temperature of the reaction gas is equal to or higher than the temperature upper limit value, it is determined that the flow
この場合、燃料電池1から排出されたオフガスは、燃料電池1の反応熱を伴うため高温である。このオフガスが加湿ガスとして用いられ、燃料電池1の反応に使用される反応ガスがオフガスによって加湿される。そのため、流量調整弁9を閉鎖すると、加湿器7の下流側の反応ガスはオフガスによって加湿されるとともに高温となるため、オフガスとの温度差が温度下限値以下となる。一方、流量調整弁9を開放すると、加湿器7の下流側の反応ガスのうち燃料電池1の反応による影響を受けない反応ガスの割合が多くなることで加湿器7の下流側の反応ガスが低温となるため、オフガスとの温度差が温度上限値以上となる。したがって、流量調整弁9を開放する制御を行っているにもかかわらず、加湿器7の上流側でセンサ11によって検知されたオフガスの温度と、加湿器の下流側でセンサ10によって検知された反応ガスの温度との差が温度下限値以下である場合には、流量調整弁9を閉鎖していると考えられることから、流量調整弁9が故障していると判断することができる。同様に、流量調整弁9を閉鎖する制御を行っているにもかかわらず、加湿器7の上流側でセンサ11によって検知されたオフガスの温度と、加湿器7の下流側でセンサ10によって検知された反応ガスの温度との差が温度上限値以上である場合には、流量調整弁9を開放していると考えられることから、流量調整弁9が故障していると判断することができる。
In this case, the off gas discharged from the
(3)センサ10によって検出した反応ガスの温度とセンサ12によって検出した反応ガスの温度との差から燃料電池用加湿システムの故障を検知する方法
まず、制御部13は、予めセンサ10を通過する反応ガスの温度とセンサ12を通過する反応ガスの温度との差についての温度上限値及び温度下限値を認識している(ステップS21)。
制御部13は、エア供給システム3及び水素供給システムを駆動させた後、流量調整弁9を開放させるか、あるいは閉鎖させるかを選択する(ステップS22)。
(3) Method of Detecting Failure of Humidification System for Fuel Cell from Difference between Temperature of Reactive Gas Detected by
After driving the air supply system 3 and the hydrogen supply system, the
制御部13が流量調整弁9を開放させると選択した場合、センサ10が反応ガスの温度を検知し(ステップS23)、センサ12が反応ガスの温度を検知して(ステップS24)、制御部13がセンサ10及びセンサ12によって検知された反応ガスの温度をそれぞれ認識する。そして、センサ10が検知した反応ガスの温度とセンサ12が検知した反応ガスの温度との差と、予め認識していた温度上限値とを比較する(ステップS25)。
検知した反応ガスの温度が温度上限値以上であれば、流量調整弁9が故障したと判断する(ステップS26)。一方、検知した反応ガスの温度が温度上限値以上でなければ、流量調整弁9が正常に機能していると判断し、ステップS22に戻る。
When the
If the detected temperature of the reaction gas is equal to or higher than the temperature upper limit value, it is determined that the flow
制御部13が流量調整弁9を閉鎖させると選択した場合、センサ10が反応ガスの温度を検知し(ステップS27)、センサ12が反応ガスの温度を検知して(ステップS28)、制御部13がセンサ10及びセンサ12によって検知された反応ガスの温度をそれぞれ認識する。そして、センサ10が検知した反応ガスの温度とセンサ12が検知した反応ガスの温度との差と、予め認識していた温度下限値とを比較する(ステップS29)。
検知した反応ガスの温度が温度下限値以下であれば、流量調整弁9が故障したと判断する(ステップS26)。一方、検知した反応ガスの温度が温度下限値以下でなければ、流量調整弁9が正常に機能していると判断し、ステップS22に戻る。
When the
If the detected temperature of the reaction gas is equal to or lower than the temperature lower limit value, it is determined that the flow
この場合、燃料電池1から排出されたオフガスは、燃料電池1の反応熱を伴うため高温である。このオフガスが加湿ガスとして用いられ、燃料電池1の反応に使用される反応ガスがオフガスによって加湿される。そのため、流量調整弁9を閉鎖すると、加湿器7の下流側の反応ガスはオフガスによって加湿されるとともに高温となるため、加湿器7の上流側の反応ガスとの温度差が温度上限値以上となる。一方、流量調整弁9を開放すると、加湿器7の下流側の反応ガスのうち燃料電池1の反応による影響を受けない反応ガスの割合が多くなることで加湿器7の下流側の反応ガスが低温となるため、加湿器7の上流側の反応ガスとの温度差が温度下限値以下となる。したがって、流量調整弁9を開放する制御を行っているにもかかわらず、加湿器7の下流側でセンサ10によって検知された反応ガスの温度と、加湿器7の上流側でセンサ12によって検知された反応ガスの温度との差が温度上限値以上である場合には、流量調整弁9を閉鎖していると考えられることから、流量調整弁9が故障していると判断することができる。同様に、流量調整弁9を閉鎖する制御を行っているにもかかわらず、加湿器7の下流側でセンサ10によって検知された反応ガスの温度と、加湿器7の上流側でセンサ12によって検知された反応ガスの温度との差が温度下限値以下である場合には、流量調整弁9を開放していると考えられることから、流量調整弁9が故障していると判断することができる。
In this case, the off gas discharged from the
(4)センサ10によって検出した反応ガスの温度の変化から燃料電池用加湿システムの故障を検知する方法
制御部13は、エア供給システム3及び水素供給システムを駆動させた後、流量調整弁9を開放させるか、あるいは閉鎖させるかを選択する(ステップS31)。
その後、制御部13は、流量調整弁9を開放させると選択した場合、流量調整弁9を改めて開放させるか、あるいは閉鎖させるかを選択する(ステップS32)。流量調整弁9を切替えない場合には、流量調整弁9を切替えるまでこの選択を繰り返す。
(4) Method for Detecting Failure of Fuel Cell Humidification System from Change in Temperature of Reactive Gas Detected by
Thereafter, when it is selected that the flow
制御部13が開放された流量調整弁9を閉鎖させると選択した場合、センサ10が流量調整弁9を切替える前の反応ガスの温度を検知し(ステップS33)、流量調整弁9を閉鎖させ(ステップS34)、センサ10が流量調整弁9を切替えた後の反応ガスの温度を検知して(ステップS35)、制御部13がセンサ10によって検知された反応ガスの温度をそれぞれ認識する。そして、センサ10が流量調整弁9を切替える前に検知した反応ガスの温度とセンサ10が流量調整弁9を切替えた後に検知した反応ガスの温度とを比較する(ステップS36)。
検知した反応ガスの温度が一定であれば、流量調整弁9が故障したと判断する(ステップS37)。一方、検知した反応ガスの温度が一定でなければ、流量調整弁9が正常に機能していると判断し、ステップS31に戻る。
When the
If the detected temperature of the reaction gas is constant, it is determined that the flow
制御部13は、ステップS31において流量調整弁9を閉鎖させると選択した場合、流量調整弁9を改めて開放させるか、あるいは閉鎖させるかを選択する(ステップS38)。流量調整弁9を切替えない場合には、流量調整弁9を切替えるまでこの選択を繰り返す。
制御部13が閉鎖された流量調整弁9を開放させると選択した場合、センサ10が流量調整弁9を切替える前の反応ガスの温度を検知し(ステップS39)、流量調整弁9を開放させ(ステップS40)、センサ10が流量調整弁9を切替えた後の反応ガスの温度を検知して(ステップS41)、制御部13がセンサ10によって検知された反応ガスの温度をそれぞれ認識する。そして、センサ10が流量調整弁9を切替える前に検知した反応ガスの温度とセンサ10が流量調整弁9を切替えた後に検知した反応ガスの温度とを比較する(ステップS42)。
検知した反応ガスの温度が一定であれば、流量調整弁9が故障したと判断する(ステップS37)。一方、検知した反応ガスの温度が一定でなければ、流量調整弁9が正常に機能していると判断し、ステップS31に戻る。
When the
When the
If the detected temperature of the reaction gas is constant, it is determined that the flow
この場合、燃料電池1から排出されたオフガスは、燃料電池1の反応熱を伴うため高温である。このオフガスが加湿ガスとして用いられ、燃料電池1の反応に使用される反応ガスがオフガスによって加湿される。そのため、流量調整弁9を閉鎖すると、加湿器7の下流側の反応ガスはオフガスによって加湿されるとともに高温となる。一方、流量調整弁9を開放すると、加湿器7の下流側の反応ガスのうち燃料電池1の反応による影響を受けない反応ガスの割合が多くなるため、加湿器7の下流側の反応ガスは低温となる。したがって、開放されていた流量調整弁9を閉鎖する制御を行うと加湿器7の下流側の反応ガスは低温から高温に変化するにもかかわらず、加湿器7の下流側でセンサ10によって検知された反応ガスの温度が流量調整弁9の切替え前後で一定である場合には、流量調整弁9を開放した状態から変化していないと考えられることから、流量調整弁9が故障していると判断することができる。同様に、閉鎖されていた流量調整弁9を開放する制御を行うと加湿器7の下流側の反応ガスは高温から低温に変化するにもかかわらず、加湿器7の下流側でセンサ10によって検知された反応ガスの温度が流量調整弁9の切替え前後で一定である場合には、流量調整弁9を閉鎖した状態から変化していないと考えられることから、流量調整弁9が故障していると判断することができる。
In this case, the off gas discharged from the
上記の構成における燃料電池用加湿システムによれば、反応ガスまたはオフガスの温度が通常時におけるそれらの温度と異なっていることをセンサ10,11,12によって検知した場合、制御部13によって、流量調整弁9の開度の制御が制御部13によって正常に行われていないと判断して、流量調整弁9の故障を検知することが可能となるので、加湿器7の故障及び燃料電池1の出力低下や故障を未然に防止することができる。
また、反応ガス供給路4に加湿器7をバイパス路8によってバイパスすることで、反応ガスをバイパス路8に通過させながら反応ガスの加湿量を調整することが可能である。したがって、燃料電池用加湿システムの加湿制御を直接的かつ迅速に行うことができる。
According to the fuel cell humidification system having the above-described configuration, when the
In addition, by humidifying the reaction
なお、上記(1)〜(4)に示す燃料電池用加湿システムの故障を検知する方法は、温度センサ10,11,12の出力値及び燃料電池1の発電が安定している状態において特に有効である。したがって、例えば燃料電池1の起動時など各構成要素の温度が低温である場合、または燃料電池1の出力変化量が所定値以上である場合には、反応ガス及びオフガスの温度が不安定であることにより、温度センサ10,11,12による温度の誤検知を起こしてしまうおそれがあるため、故障の検知を行わないようにすることが好ましい。しかしながら、これらの場合であっても、オフガスの温度が所定値以上であり、かつオフガスの温度変化が所定の温度範囲内である場合には、温度センサ10,11,12の出力値及び燃料電池1の発電が安定していると考えてよい。
Note that the method of detecting a failure of the fuel cell humidification system shown in the above (1) to (4) is particularly effective in a state where the output values of the
次に、本発明の第2実施形態について、図面を参照して説明する。
図8は、本発明を適用した燃料電池用加湿システムを示すブロック図である。
図8においては、上記第1実施形態における図1と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 8 is a block diagram showing a fuel cell humidification system to which the present invention is applied.
In FIG. 8, the same components as those in FIG. 1 in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
オフガス排出路6には、加湿器をバイパスするバイパス路8aが設けられている。このバイパス路8aには、バイパス路8aを通過する空気の流量を調整する流量調整弁9aが設けられている。
燃料電池1の上流側には燃料電池1に供給される空気の温度を検知するセンサ10が設けられ、燃料電池1の下流側には燃料電池1から排出される空気の温度を検知するセンサ11が設けられている。また、加湿器7の上流側にはエア供給システム3から加湿器7に供給される空気の温度を検知するセンサ12が設けられている。
The off
A
上記の構成における燃料電池用加湿システムにおいても、第1実施形態における(1)〜(4)と同様の燃料電池用加湿システムの故障を検知する方法を用い、その結果、第1実施形態における燃料電池用加湿システムと同様に、反応ガスまたはオフガスの温度が通常時におけるそれらの温度と異なっていることをセンサ10,11,12によって検知した場合、制御部13によって、流量調整弁9の開度の制御が制御部13によって正常に行われていないと判断して、流量調整弁9の故障を検知することが可能となるので、加湿器7の故障及び燃料電池1の出力低下や故障を未然に防止することができる。
また、オフガス供給路6に加湿器7をバイパス路8aによってバイパスすることで、オフガスをバイパス路8aに通過させながらオフガスの加湿量を調整し、加湿器7に供給されたオフガスを反応ガスに供給して反応ガスの加湿量を調整することが可能となる。したがって、燃料電池用加湿システムの加湿制御を直接的かつ迅速に行うことができる。
The fuel cell humidification system having the above-described configuration also uses the same method for detecting a failure in the fuel cell humidification system as in (1) to (4) in the first embodiment, and as a result, the fuel in the first embodiment. As in the case of the battery humidification system, when the
Further, by bypassing the humidifier 7 to the off
1 燃料電池
3 エア供給システム
3a 水素供給システム
4,4a 反応ガス供給路
6,6a オフガス排出路
7 加湿器
8,8a バイパス路
9,9a 流量調整弁
10,11,12 センサ(温度検知手段)
13 制御部(流量調整弁制御手段、開度制御判断手段)
DESCRIPTION OF
13 Control unit (flow rate adjusting valve control means, opening degree control judgment means)
Claims (9)
前記流量調整弁の開度の制御を行う流量調整弁制御手段と、反応ガスおよびオフガスのうち少なくともいずれか一方の温度を検知する温度検知手段と、
前記流量調整弁制御手段によって前記流量調整弁を開放するように制御されているとき、前記加湿器の下流側で前記温度検知手段によって検知された反応ガスの温度が、前記流量調整弁制御手段による前記流量調整弁の開度制御が正常に行われている場合において前記加湿器の下流側で前記温度検知手段を通過する反応ガスの温度上限値以上である場合に、前記流量調整弁が故障していると判断する開度制御判断手段とを備えたことを特徴とする燃料電池用加湿システム。 A humidifier that humidifies a reaction gas used for a reaction of the fuel cell with moisture in the off-gas discharged after the reaction of the fuel cell and performs heat exchange between the reaction gas and the off-gas, and bypasses the humidifier and In a fuel cell humidification system comprising a bypass path connected to a downstream side of a humidifier, and a flow rate adjusting valve provided in the bypass path for adjusting a flow rate of a reaction gas or an off gas passing through the bypass path,
A flow rate adjusting valve control means for controlling the opening degree of the flow rate adjusting valve, a temperature detecting means for detecting the temperature of at least one of the reaction gas and the off gas,
When the flow rate adjusting valve control unit is controlled to open the flow rate adjusting valve, the temperature of the reaction gas detected by the temperature detecting unit on the downstream side of the humidifier is controlled by the flow rate adjusting valve control unit. When the opening degree control of the flow rate adjusting valve is normally performed, the flow rate adjusting valve fails when it is equal to or higher than the temperature upper limit value of the reaction gas passing through the temperature detecting means on the downstream side of the humidifier. A fuel cell humidification system, comprising: an opening degree control determination unit that determines that the fuel cell is open.
前記流量調整弁の開度の制御を行う流量調整弁制御手段と、反応ガスおよびオフガスのうち少なくともいずれか一方の温度を検知する温度検知手段と、
前記流量調整弁制御手段によって前記流量調整弁を閉鎖するように制御されているとき、前記加湿器の下流側で前記温度検知手段によって検知された反応ガスの温度が、前記流量調整弁制御手段による前記流量調整弁の開度制御が正常に行われている場合において前記加湿器の下流側で前記温度検知手段を通過する反応ガスの温度下限値以下である場合に、前記流量調整弁が故障していると判断する開度制御判断手段とを備えたことを特徴とする燃料電池用加湿システム。 A humidifier that humidifies a reaction gas used for a reaction of the fuel cell with moisture in the off-gas discharged after the reaction of the fuel cell and performs heat exchange between the reaction gas and the off-gas, and bypasses the humidifier and In a fuel cell humidification system comprising a bypass path connected to a downstream side of a humidifier, and a flow rate adjusting valve provided in the bypass path for adjusting a flow rate of a reaction gas or an off gas passing through the bypass path,
A flow rate adjusting valve control means for controlling the opening degree of the flow rate adjusting valve, a temperature detecting means for detecting the temperature of at least one of the reaction gas and the off gas,
When the flow rate adjusting valve control unit controls the flow rate adjusting valve to close, the temperature of the reaction gas detected by the temperature detecting unit on the downstream side of the humidifier is controlled by the flow rate adjusting valve control unit. When the opening control of the flow rate adjusting valve is normally performed, the flow rate adjusting valve fails when it is below the lower temperature limit value of the reaction gas passing through the temperature detecting means on the downstream side of the humidifier. A fuel cell humidification system, comprising: an opening degree control determination unit that determines that the fuel cell is open.
前記流量調整弁の開度の制御を行う流量調整弁制御手段と、反応ガスおよびオフガスのうち少なくともいずれか一方の温度を検知する温度検知手段と、
前記流量調整弁制御手段によって前記流量調整弁を開放するように制御されているとき、前記加湿器の上流側で前記温度検知手段によって検知されたオフガスの温度と、前記加湿器の下流側で前記温度検知手段によって検知された反応ガスの温度との差が、前記流量調整弁制御手段による前記流量調整弁の開度制御が正常に行われている場合において前記加湿器の上流側で前記温度検知手段を通過するオフガスの温度と前記加湿器の下流側で前記温度検知手段を通過する反応ガスの温度との差の温度下限値以下である場合に、前記流量調整弁が故障していると判断する開度制御判断手段とを備えたことを特徴とする燃料電池用加湿システム。 A humidifier that humidifies a reaction gas used for a reaction of the fuel cell with moisture in the off-gas discharged after the reaction of the fuel cell and performs heat exchange between the reaction gas and the off-gas, and bypasses the humidifier and In a fuel cell humidification system comprising a bypass path connected to a downstream side of a humidifier, and a flow rate adjusting valve provided in the bypass path for adjusting a flow rate of a reaction gas or an off gas passing through the bypass path,
A flow rate adjusting valve control means for controlling the opening degree of the flow rate adjusting valve, a temperature detecting means for detecting the temperature of at least one of the reaction gas and the off gas,
When the flow regulating valve is controlled to open the flow regulating valve, the off-gas temperature detected by the temperature detecting means upstream of the humidifier and the downstream of the humidifier The difference between the temperature of the reaction gas detected by the temperature detection means and the temperature detection on the upstream side of the humidifier when the flow rate adjustment valve control means normally controls the opening degree of the flow rate adjustment valve. When the temperature of the off-gas passing through the means and the temperature of the reaction gas passing through the temperature detecting means downstream of the humidifier is equal to or lower than the temperature lower limit value, it is determined that the flow rate adjusting valve has failed. And a fuel cell humidification system comprising: an opening degree control determination means for performing the operation.
前記流量調整弁の開度の制御を行う流量調整弁制御手段と、反応ガスおよびオフガスのうち少なくともいずれか一方の温度を検知する温度検知手段と、
前記流量調整弁制御手段によって前記流量調整弁を閉鎖するように制御されているとき、前記加湿器の上流側で前記温度検知手段によって検知されたオフガスの温度と、前記加湿器の下流側で前記温度検知手段によって検知された反応ガスの温度との差が、前記流量調整弁制御手段による前記流量調整弁の開度制御が正常に行われている場合において前記加湿器の上流側で前記温度検知手段を通過するオフガスの温度と前記加湿器の下流側で前記温度検知手段を通過する反応ガスの温度との差の温度上限値以上である場合に、前記流量調整弁が故障していると判断する開度制御判断手段とを備えたことを特徴とする燃料電池用加湿システム。 A humidifier that humidifies a reaction gas used for a reaction of the fuel cell with moisture in the off-gas discharged after the reaction of the fuel cell and performs heat exchange between the reaction gas and the off-gas, and bypasses the humidifier and In a fuel cell humidification system comprising a bypass path connected to a downstream side of a humidifier, and a flow rate adjusting valve provided in the bypass path for adjusting a flow rate of a reaction gas or an off gas passing through the bypass path,
A flow rate adjusting valve control means for controlling the opening degree of the flow rate adjusting valve, a temperature detecting means for detecting the temperature of at least one of the reaction gas and the off gas,
When the flow control valve is controlled to close the flow control valve by the flow control valve control means, the temperature of the off-gas detected by the temperature detection means upstream of the humidifier and the downstream of the humidifier The difference between the temperature of the reaction gas detected by the temperature detection means and the temperature detection on the upstream side of the humidifier when the flow rate adjustment valve control means normally controls the opening degree of the flow rate adjustment valve. If the temperature difference between the temperature of the off-gas passing through the means and the temperature of the reaction gas passing through the temperature detection means on the downstream side of the humidifier is equal to or higher than the temperature upper limit value, it is determined that the flow regulating valve has failed. And a fuel cell humidification system comprising: an opening degree control determination means for performing the operation.
前記流量調整弁の開度の制御を行う流量調整弁制御手段と、反応ガスおよびオフガスのうち少なくともいずれか一方の温度を検知する温度検知手段と、
前記流量調整弁制御手段によって前記流量調整弁を開放するように制御されているとき、前記加湿器の下流側で前記温度検知手段によって検知された反応ガスの温度と、前記加湿器の上流側で前記温度検知手段によって検知された反応ガスの温度との差が、前記流量調整弁制御手段による前記流量調整弁の開度制御が正常に行われている場合において前記加湿器の下流側で前記温度検知手段を通過する反応ガスの温度と前記加湿器の上流側で前記温度検知手段を通過する反応ガスの温度との差の温度上限値以上である場合に、前記流量調整弁が故障していると判断する開度制御判断手段とを備えたことを特徴とする燃料電池用加湿システム。 A humidifier that humidifies a reaction gas used for a reaction of the fuel cell with moisture in the off-gas discharged after the reaction of the fuel cell and performs heat exchange between the reaction gas and the off-gas, and bypasses the humidifier and In a fuel cell humidification system comprising a bypass path connected to a downstream side of a humidifier, and a flow rate adjusting valve provided in the bypass path for adjusting a flow rate of a reaction gas or an off gas passing through the bypass path,
A flow rate adjusting valve control means for controlling the opening degree of the flow rate adjusting valve, a temperature detecting means for detecting the temperature of at least one of the reaction gas and the off gas,
When the flow regulating valve is controlled to open the flow regulating valve, the temperature of the reaction gas detected by the temperature detecting means on the downstream side of the humidifier and the upstream side of the humidifier. The difference from the temperature of the reaction gas detected by the temperature detection means is that the temperature on the downstream side of the humidifier when the opening control of the flow rate adjustment valve is normally performed by the flow rate adjustment valve control unit. When the temperature of the reaction gas passing through the detection means and the temperature upper limit value of the difference between the temperature of the reaction gas passing through the temperature detection means on the upstream side of the humidifier are equal to or higher than the upper limit temperature, the flow rate adjustment valve has failed. A fuel cell humidification system comprising: an opening degree control determination means for determining
前記流量調整弁の開度の制御を行う流量調整弁制御手段と、反応ガスおよびオフガスのうち少なくともいずれか一方の温度を検知する温度検知手段と、
前記流量調整弁制御手段によって前記流量調整弁を閉鎖するように制御されているとき、前記加湿器の下流側で前記温度検知手段によって検知された反応ガスの温度と、前記加湿器の上流側で前記温度検知手段によって検知された反応ガスの温度との差が、前記流量調整弁制御手段による前記流量調整弁の開度制御が正常に行われている場合において前記加湿器の下流側で前記温度検知手段を通過する反応ガスの温度と前記加湿器の上流側で前記温度検知手段を通過する反応ガスの温度との差の温度下限値以下である場合に、前記流量調整弁が故障していると判断する開度制御判断手段とを備えたことを特徴とする燃料電池用加湿システム。 A humidifier that humidifies a reaction gas used for a reaction of the fuel cell with moisture in the off-gas discharged after the reaction of the fuel cell and performs heat exchange between the reaction gas and the off-gas, and bypasses the humidifier and In a fuel cell humidification system comprising a bypass path connected to a downstream side of a humidifier, and a flow rate adjusting valve provided in the bypass path for adjusting a flow rate of a reaction gas or an off gas passing through the bypass path,
A flow rate adjusting valve control means for controlling the opening degree of the flow rate adjusting valve, a temperature detecting means for detecting the temperature of at least one of the reaction gas and the off gas,
When the flow control valve is controlled to close the flow control valve, the temperature of the reaction gas detected by the temperature detection device on the downstream side of the humidifier and the upstream side of the humidifier. The difference from the temperature of the reaction gas detected by the temperature detection means is that the temperature on the downstream side of the humidifier when the opening control of the flow rate adjustment valve is normally performed by the flow rate adjustment valve control unit. When the temperature of the reaction gas passing through the detection means is equal to or lower than the temperature lower limit value of the difference between the temperature of the reaction gas passing through the temperature detection means on the upstream side of the humidifier, the flow rate adjustment valve has failed. A fuel cell humidification system comprising: an opening degree control determination means for determining
前記流量調整弁の開度の制御を行う流量調整弁制御手段と、反応ガスおよびオフガスのうち少なくともいずれか一方の温度を検知する温度検知手段と、
前記流量調整弁制御手段によって開放されていた前記流量調整弁を閉鎖するように制御したとき、または閉鎖されていた前記流量調整弁を開放するように制御したとき、前記加湿器の下流側で前記温度検知手段によって検知された反応ガスの温度が一定である場合に前記流量調整弁が故障していると判断する開度制御判断手段とを備えたことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の燃料電池用加湿システム。 A humidifier that humidifies a reaction gas used for a reaction of the fuel cell with moisture in the off-gas discharged after the reaction of the fuel cell and performs heat exchange between the reaction gas and the off-gas, and bypasses the humidifier and In a fuel cell humidification system comprising a bypass path connected to a downstream side of a humidifier, and a flow rate adjusting valve provided in the bypass path for adjusting a flow rate of a reaction gas or an off gas passing through the bypass path,
A flow rate adjusting valve control means for controlling the opening degree of the flow rate adjusting valve, a temperature detecting means for detecting the temperature of at least one of the reaction gas and the off gas,
When controlling to close the flow regulating valve that has been opened by the flow regulating valve control means, or when controlling to open the flow regulating valve that has been closed, the downstream side of the humidifier 7. An opening degree control determining means for determining that the flow rate adjusting valve is broken when the temperature of the reaction gas detected by the temperature detecting means is constant. A humidification system for a fuel cell according to claim 1.
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