JPH02210764A - 固体電解質型燃料電池の出力制御方法 - Google Patents
固体電解質型燃料電池の出力制御方法Info
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- JPH02210764A JPH02210764A JP1029333A JP2933389A JPH02210764A JP H02210764 A JPH02210764 A JP H02210764A JP 1029333 A JP1029333 A JP 1029333A JP 2933389 A JP2933389 A JP 2933389A JP H02210764 A JPH02210764 A JP H02210764A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は固体電解質型燃料電池の出力制御方法に係り、
特に固体電解質型燃料電池の内部抵抗が低減し、発電効
率が向上する固体電解質型燃料電池の出力制御方法に関
するものである。
特に固体電解質型燃料電池の内部抵抗が低減し、発電効
率が向上する固体電解質型燃料電池の出力制御方法に関
するものである。
固体電解質型燃料電池は、起電反応の源となる、活物質
としての燃料と酸化剤とを外部から連続的に供給して化
学的エネルギーを電気エネルギーとして取り出すととも
に、反応生成物を連続的に排出することができる電池で
ある。この固体電解質型燃料電池の出力制御方法として
は、一般に燃料ガスおよび、酸素または酸素含有ガスの
供給量を調節して制御する方法が知られている。
としての燃料と酸化剤とを外部から連続的に供給して化
学的エネルギーを電気エネルギーとして取り出すととも
に、反応生成物を連続的に排出することができる電池で
ある。この固体電解質型燃料電池の出力制御方法として
は、一般に燃料ガスおよび、酸素または酸素含有ガスの
供給量を調節して制御する方法が知られている。
しかしながら、上記制御方法では燃料供給方向の下流側
に配置された単セルはど供給燃料ガスが希薄になるので
、該下流側の単セルは発電効率が低下するうえ、上流側
に配置された単セルにとって負荷抵抗として作用するこ
とにもなり、固体電解質型燃料電池全体としての発電効
率が著しく低下するという問題が生じる。
に配置された単セルはど供給燃料ガスが希薄になるので
、該下流側の単セルは発電効率が低下するうえ、上流側
に配置された単セルにとって負荷抵抗として作用するこ
とにもなり、固体電解質型燃料電池全体としての発電効
率が著しく低下するという問題が生じる。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、発電
の熱効率を低下させることなく、負荷が要求する電気量
に応じて固体電解質型燃料電池の出力を変化させること
ができる固体電解質型燃料電池の゛出力制御方法を提供
することにある。
の熱効率を低下させることなく、負荷が要求する電気量
に応じて固体電解質型燃料電池の出力を変化させること
ができる固体電解質型燃料電池の゛出力制御方法を提供
することにある。
上記目的を達成するため本発明は、負荷が要求する電圧
および電力を基に、固体電解質型燃料電池の最適稼働単
セル単位段数および単位発電面積当たりの電流量を求め
、該稼働単セル単位段数を調節し、燃料および酸素源の
供給量を加減して単位発電面積当たりの電流量を調節す
ることを特徴とする。
および電力を基に、固体電解質型燃料電池の最適稼働単
セル単位段数および単位発電面積当たりの電流量を求め
、該稼働単セル単位段数を調節し、燃料および酸素源の
供給量を加減して単位発電面積当たりの電流量を調節す
ることを特徴とする。
本発明者は、固体電解質型燃料電池において、並列に接
続された単セル単位の総有効発電面積は最大出力電流を
決定し、直列に連結された単セル単位の段数が最大出力
電圧を決定することに着目し、単セル単位の連結段数の
変化における単位面積当たりの電流！（電流密度）と出
力電圧および出力電力の関係について鋭意研究した結果
、単セル単位段数と電流密度が決まれば、出力電圧と出
力電力は一義的に決定されることを見出し、本発明に到
達した。
続された単セル単位の総有効発電面積は最大出力電流を
決定し、直列に連結された単セル単位の段数が最大出力
電圧を決定することに着目し、単セル単位の連結段数の
変化における単位面積当たりの電流！（電流密度）と出
力電圧および出力電力の関係について鋭意研究した結果
、単セル単位段数と電流密度が決まれば、出力電圧と出
力電力は一義的に決定されることを見出し、本発明に到
達した。
第２Ａ図および第２Ｂ図は本発明の詳細な説明するもの
であり、第２Ａ図は、固体電解質型燃料電池の出力電力
と電流密度の関係を示す図、第２Ｂ図は、出力電圧およ
び発電の熱効率と電流密度との関係を示す図である０図
中、ｎＩ””ｎ４ （ｎｌ〈・・・〈ｎ４）はそれぞ
れ単セル単位の直列方向の連結段数の変化を示す（以下
同様）。第２Ａ図において出力電力は電流密度の変化に
対して上に凸の放物線となっている。また単セル単位の
稼働段数が増加すると、それにつれて出力電力も増加す
ることがわかる。また第２Ｂ図において、出力電圧は電
流密度の変化に対して右下がりの直線となっており、熱
効率（発電効率）はセル積層段数ｎ、〜ｎ４に関係なく
、電流密度の変化に対して右下がりの直線となっている
。すなわち、出力電圧は電流密度が低い方が高く、稼働
単セル単位段数が多いほど高くなっている。また、稼働
単セル単位段数の変化は発電の熱効率に影響を与えない
ことがわかる。
であり、第２Ａ図は、固体電解質型燃料電池の出力電力
と電流密度の関係を示す図、第２Ｂ図は、出力電圧およ
び発電の熱効率と電流密度との関係を示す図である０図
中、ｎＩ””ｎ４ （ｎｌ〈・・・〈ｎ４）はそれぞ
れ単セル単位の直列方向の連結段数の変化を示す（以下
同様）。第２Ａ図において出力電力は電流密度の変化に
対して上に凸の放物線となっている。また単セル単位の
稼働段数が増加すると、それにつれて出力電力も増加す
ることがわかる。また第２Ｂ図において、出力電圧は電
流密度の変化に対して右下がりの直線となっており、熱
効率（発電効率）はセル積層段数ｎ、〜ｎ４に関係なく
、電流密度の変化に対して右下がりの直線となっている
。すなわち、出力電圧は電流密度が低い方が高く、稼働
単セル単位段数が多いほど高くなっている。また、稼働
単セル単位段数の変化は発電の熱効率に影響を与えない
ことがわかる。
ここで第２Ａ図において、出力電圧がそれぞれ任意の値
（Ｖ＋〜Ｖ６）で一定となる点をプロットすると、右上
がりの直線となり、この出力電圧一定の直線と前記出力
電力を示す放物線との交点は、原点を除き各々ただ一点
である。このことは固体電解質型燃料電池において出力
電圧と出力電力が固定されると、最適稼働単セル単位段
数および電流密度は一義的に決定されることを示してい
る。
（Ｖ＋〜Ｖ６）で一定となる点をプロットすると、右上
がりの直線となり、この出力電圧一定の直線と前記出力
電力を示す放物線との交点は、原点を除き各々ただ一点
である。このことは固体電解質型燃料電池において出力
電圧と出力電力が固定されると、最適稼働単セル単位段
数および電流密度は一義的に決定されることを示してい
る。
本発明において単セル単位とは、固体電解質型燃料電池
を構成する基本単位であり、従来の単セルと機能的には
変わらないが、基体を短くし、これに積層する酸素側電
極、固体電解質および燃料側電極の表面積を基体の長さ
に応じて狭（したものである。
を構成する基本単位であり、従来の単セルと機能的には
変わらないが、基体を短くし、これに積層する酸素側電
極、固体電解質および燃料側電極の表面積を基体の長さ
に応じて狭（したものである。
本発明において、稼働単セル単位段数を調整する場合に
は、各電池スタックを相互に連結する連結用導電体を利
用する。すなわち、各段数毎または任意の段の連結用導
電体から端子を取出し、燃料電池スタックの一端と、前
記負荷の要求に応じて選択さた単セル単位段数に相当す
る端子との間に負荷を連、結して固体電解質型燃料電池
システム回路を閉じる。このとき連結された端子よりも
後段の単セル単位は温度的には稼働単セル単位と変わら
ず、電池としてはいつでも発電可能な待機状態にあり、
負荷抵抗となることはない。
は、各電池スタックを相互に連結する連結用導電体を利
用する。すなわち、各段数毎または任意の段の連結用導
電体から端子を取出し、燃料電池スタックの一端と、前
記負荷の要求に応じて選択さた単セル単位段数に相当す
る端子との間に負荷を連、結して固体電解質型燃料電池
システム回路を閉じる。このとき連結された端子よりも
後段の単セル単位は温度的には稼働単セル単位と変わら
ず、電池としてはいつでも発電可能な待機状態にあり、
負荷抵抗となることはない。
第３Ａ図および第３Ｂ図はそれぞれ稼働単セル単位段数
の調節方法を示した説明図である。第３Ａ図は、最後尾
の燃料電池スタックの稼働単セル単位段数を変化させる
場合であり、第３Ｂ図は、全ての燃料電池スタックにお
いて稼働単セル単位段数を変化させる方法である。第３
Ａ図の方法は、負荷が要求する電圧および電力と固体電
解質型燃料電池から取、り出される電圧および電力との
差が比較的小さいときに通しており、第３Ｂ図の方法は
前記差が比較的大きいときに適している。
の調節方法を示した説明図である。第３Ａ図は、最後尾
の燃料電池スタックの稼働単セル単位段数を変化させる
場合であり、第３Ｂ図は、全ての燃料電池スタックにお
いて稼働単セル単位段数を変化させる方法である。第３
Ａ図の方法は、負荷が要求する電圧および電力と固体電
解質型燃料電池から取、り出される電圧および電力との
差が比較的小さいときに通しており、第３Ｂ図の方法は
前記差が比較的大きいときに適している。
第４図は、本発明の固体電解質型燃料電池の出力制御方
法に使用される典型的な固体電解質型燃料電池を構成す
る単セル単位の縦断面図である。
法に使用される典型的な固体電解質型燃料電池を構成す
る単セル単位の縦断面図である。
図において単セル単位１日は、基体管１と、該基体管１
の外側円筒面に積層された酸素極（以下、酸素側電極と
いう）３、固体電解質２および燃料極（以下、燃料側電
極という）４とから主として構成されている。
の外側円筒面に積層された酸素極（以下、酸素側電極と
いう）３、固体電解質２および燃料極（以下、燃料側電
極という）４とから主として構成されている。
第５図は、燃料電池スタックの部分断面説明図である。
この図では前記単セル単位１８を連結用導電体１９で直
列に連結した直径の異なる単セル６ａ〜６ｄがさらに同
心円状に積層されて燃料電池スタック１６が形成されて
いる。また第６図は、複数の燃料電池スタックに共通な
連結用導電体の一例の説明図である。図において、３個
の燃料電池スタックが共通の連結用導電体２１により一
体に連結されている。この連結用導電体２１は、単セル
単位を電気的に直列に連結して単セルを構成するだけで
なく、複数の単セルを同心円状に並列に連結して燃料電
池スタックを形成するとともに、隣接する燃料電池スタ
ックを相互に並列に連結するものである。この連結用導
電体２１には各燃料電池スタックにおける単セル相互間
のガス流路を連通させるために３個所に同心円状のガス
流通孔２０が設けられているとともに、中央には燃料電
池スタックの外表面の酸素側電極３に酸素を供給する空
気が流通する空気通過孔２２が設けられている。
列に連結した直径の異なる単セル６ａ〜６ｄがさらに同
心円状に積層されて燃料電池スタック１６が形成されて
いる。また第６図は、複数の燃料電池スタックに共通な
連結用導電体の一例の説明図である。図において、３個
の燃料電池スタックが共通の連結用導電体２１により一
体に連結されている。この連結用導電体２１は、単セル
単位を電気的に直列に連結して単セルを構成するだけで
なく、複数の単セルを同心円状に並列に連結して燃料電
池スタックを形成するとともに、隣接する燃料電池スタ
ックを相互に並列に連結するものである。この連結用導
電体２１には各燃料電池スタックにおける単セル相互間
のガス流路を連通させるために３個所に同心円状のガス
流通孔２０が設けられているとともに、中央には燃料電
池スタックの外表面の酸素側電極３に酸素を供給する空
気が流通する空気通過孔２２が設けられている。
第７図は、第５図に示した燃料電池スタック１６が第６
図に示した連結用導電体２１で多数積層された、本発明
方法に使用される典型的な固体電解質型燃料電池の説明
図である。図において燃料電池スタック１６は、基板７
上に、その水平断面である円形の直径よりわずかに長い
辺からなる多数の正三角形の各頂点に配置されており、
前記基板７の燃料電池スタック１６が配置されていない
部分には、燃料電池スタック１６の外表面に積層された
単セルの酸素側電極に酸素を供給するための空気が流通
する複数の空気通過孔１７が設けられている。
図に示した連結用導電体２１で多数積層された、本発明
方法に使用される典型的な固体電解質型燃料電池の説明
図である。図において燃料電池スタック１６は、基板７
上に、その水平断面である円形の直径よりわずかに長い
辺からなる多数の正三角形の各頂点に配置されており、
前記基板７の燃料電池スタック１６が配置されていない
部分には、燃料電池スタック１６の外表面に積層された
単セルの酸素側電極に酸素を供給するための空気が流通
する複数の空気通過孔１７が設けられている。
このように多数の単セル単位を連結用導電体を介して直
列および並列に多数積層された固体電解質型燃料電池は
、図示省略されている燃料供給管および空気導入管を経
由して空気と燃料ガスが供給されることにより、各電極
で電極反応が生じ、電気エネルギーを発生する。発生し
た電気エネルギーは、集電されより強力な電気エネルギ
ーとして外部に取り出される。
列および並列に多数積層された固体電解質型燃料電池は
、図示省略されている燃料供給管および空気導入管を経
由して空気と燃料ガスが供給されることにより、各電極
で電極反応が生じ、電気エネルギーを発生する。発生し
た電気エネルギーは、集電されより強力な電気エネルギ
ーとして外部に取り出される。
〔実施例］
第１図は、本発明の一実施例を示す固体電解質型燃料電
池の出力制御方法を示す説明図である。
池の出力制御方法を示す説明図である。
図において、固体電解質型燃料電池３１に負荷３４が接
続された固体電解質型燃料電池システム回路が示されて
いる。
続された固体電解質型燃料電池システム回路が示されて
いる。
固体電解質型燃料電池３１にはフローメータ４０および
流量調節バルブ４１を有する燃料ガス導入ライン３８、
ブロワ４２および流量調節バルブ４３を有する空気導入
ライン３９ならびに排気ライン３７が連結されており、
固体電解質型燃料電池３１と負荷３４との間には電流計
３３および電圧計４６が設けられている。
流量調節バルブ４１を有する燃料ガス導入ライン３８、
ブロワ４２および流量調節バルブ４３を有する空気導入
ライン３９ならびに排気ライン３７が連結されており、
固体電解質型燃料電池３１と負荷３４との間には電流計
３３および電圧計４６が設けられている。
またこの固体電解質型燃料電池システムには演算器３２
が付設さており、該演算器３２は、固体電解質型燃料電
池３１の連結用導電体の端子接続部４７、前記燃料ガス
導入ライン３日に設けられたフローメータ４０および流
量調整バルブ４１、空気導入ライン３９に設けられた流
量調節バルブ４３、固体電解質型燃料電池３１本体およ
び排気ライン３７に設けられた温度計４４および４５な
らびに前記電圧計４６および電流計３３とそれぞれリー
ド線によって連結されている。またこの演算器３２は、
負荷３４が要求する電圧および電力を入力するデータ入
力手段（図示省略）とやはりリード線で連結されている
。
が付設さており、該演算器３２は、固体電解質型燃料電
池３１の連結用導電体の端子接続部４７、前記燃料ガス
導入ライン３日に設けられたフローメータ４０および流
量調整バルブ４１、空気導入ライン３９に設けられた流
量調節バルブ４３、固体電解質型燃料電池３１本体およ
び排気ライン３７に設けられた温度計４４および４５な
らびに前記電圧計４６および電流計３３とそれぞれリー
ド線によって連結されている。またこの演算器３２は、
負荷３４が要求する電圧および電力を入力するデータ入
力手段（図示省略）とやはりリード線で連結されている
。
このような回路において、固体電解質型燃料電池３１を
運転するにあたり、図示省略されているデータ入力手段
から負荷３４が要求する電圧および電力が演算器３２に
入力される。次に、演算器３２において、これらの入力
データを基に最適稼働単セル単位段数が決定され、この
信号が連結用導電体端子接続部４７に送られ、最適単セ
ル単位段の端子が選択され固体電解質型燃料電池システ
ム回路が閉じられる。このようにして稼働単セル単位段
数が決定された後、前記演算器３２において、この単セ
ル単位段数を基にファラデーの法則により、燃料ガス流
入量が求められ、燃料ガス導入ライン３８の流１ｉＰ］
節バルブ４１に信号が送られ、燃料ガス流量が設定され
る。またこの燃料ガ大流量に相当する空気流量がやはり
前記演算器３２によって求められ、空気導入ライン３９
の流量調節パルプ４３に信号を送ることにより流入空気
流量が調節され、固体電解質型燃料電池３１の運転が開
始される。運転開始後も常時電流計３３および電圧計４
６により固体電解質型燃料電池３１の出力が検知され、
負荷３４が要求する電圧および電力と差があるときは上
記と同様の方法で繰返し調整される。また同時に排ガス
ライン３７から排出される排ガス温度および炉内温度も
任意の個所で連続して計測され、それぞれ設定温度にな
るように空気流量を調節することにより制御される。
運転するにあたり、図示省略されているデータ入力手段
から負荷３４が要求する電圧および電力が演算器３２に
入力される。次に、演算器３２において、これらの入力
データを基に最適稼働単セル単位段数が決定され、この
信号が連結用導電体端子接続部４７に送られ、最適単セ
ル単位段の端子が選択され固体電解質型燃料電池システ
ム回路が閉じられる。このようにして稼働単セル単位段
数が決定された後、前記演算器３２において、この単セ
ル単位段数を基にファラデーの法則により、燃料ガス流
入量が求められ、燃料ガス導入ライン３８の流１ｉＰ］
節バルブ４１に信号が送られ、燃料ガス流量が設定され
る。またこの燃料ガ大流量に相当する空気流量がやはり
前記演算器３２によって求められ、空気導入ライン３９
の流量調節パルプ４３に信号を送ることにより流入空気
流量が調節され、固体電解質型燃料電池３１の運転が開
始される。運転開始後も常時電流計３３および電圧計４
６により固体電解質型燃料電池３１の出力が検知され、
負荷３４が要求する電圧および電力と差があるときは上
記と同様の方法で繰返し調整される。また同時に排ガス
ライン３７から排出される排ガス温度および炉内温度も
任意の個所で連続して計測され、それぞれ設定温度にな
るように空気流量を調節することにより制御される。
本実施例によれば、予め、負荷が要求する電圧および電
力を基に稼働単セル単位段数ならびに供給燃料ガス流量
および空気流量が最適条件に設定されるので、供給燃料
ガスの流量だけで制御する方法に較べ、過剰発電または
発電不足が解消されて高効率運転が可能となる。
力を基に稼働単セル単位段数ならびに供給燃料ガス流量
および空気流量が最適条件に設定されるので、供給燃料
ガスの流量だけで制御する方法に較べ、過剰発電または
発電不足が解消されて高効率運転が可能となる。
本発明によれば、固体電解質型燃料電池の内部抵抗が最
小限になり、発電効率が向上する。
小限になり、発電効率が向上する。
第１図は、本発明の一実施例を示す固体電解質型燃料電
池の出力制御方法の説明図、第２Ａ図、第２Ｂ図は、そ
れぞれ固体電解質型燃料電池における電力と電流密度と
の関係を示す図および電圧と電流密度を示す図、第３Ａ
図および第３Ｂ図は、それぞれ本発明方法における単セ
ル単位段数を設定する方法を示す説明図、第４図、第５
図および第６図は、それぞれ本発明方法に使用される典
型的な固体電解質型燃料電池を構成する単セル単位の断
面図、燃料電池スタックの部分断面図および連結用導電
体の説明図、第７図は、本発明方法に用いられる典型的
な固体電解質型燃料電池の説明図である。 ３１・・・固体電解質型燃料電池、３２・・・演算器、
３３・・・電流計、３４・・・負荷、３日・・・燃料ガ
ス導入ライン、３９・・・空気導入ライン、４６・・・
電圧計、４７・・・連結用導電体端子接続部。 図 ２：固体電解質 ３：酸素側電極 ４：燃料側電極 １９：連結用導電体 第 図 フｎ ２１連結用導電体 ｎ空気通過孔 ２１連結用導電体
池の出力制御方法の説明図、第２Ａ図、第２Ｂ図は、そ
れぞれ固体電解質型燃料電池における電力と電流密度と
の関係を示す図および電圧と電流密度を示す図、第３Ａ
図および第３Ｂ図は、それぞれ本発明方法における単セ
ル単位段数を設定する方法を示す説明図、第４図、第５
図および第６図は、それぞれ本発明方法に使用される典
型的な固体電解質型燃料電池を構成する単セル単位の断
面図、燃料電池スタックの部分断面図および連結用導電
体の説明図、第７図は、本発明方法に用いられる典型的
な固体電解質型燃料電池の説明図である。 ３１・・・固体電解質型燃料電池、３２・・・演算器、
３３・・・電流計、３４・・・負荷、３日・・・燃料ガ
ス導入ライン、３９・・・空気導入ライン、４６・・・
電圧計、４７・・・連結用導電体端子接続部。 図 ２：固体電解質 ３：酸素側電極 ４：燃料側電極 １９：連結用導電体 第 図 フｎ ２１連結用導電体 ｎ空気通過孔 ２１連結用導電体
Claims (1)
- （１）負荷が要求する電圧および電力を基に、固体電解
質型燃料電池の最適稼働単セル単位段数および単位発電
面積当たりの電流量を求め、該稼働単セル単位段数を調
節し、燃料および酸素源の供給量を加減して単位発電面
積当たりの電流量を調節することを特徴とする固体電解
質型燃料電池の出力制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1029333A JPH07109771B2 (ja) | 1989-02-08 | 1989-02-08 | 固体電解質型燃料電池の出力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1029333A JPH07109771B2 (ja) | 1989-02-08 | 1989-02-08 | 固体電解質型燃料電池の出力制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02210764A true JPH02210764A (ja) | 1990-08-22 |
| JPH07109771B2 JPH07109771B2 (ja) | 1995-11-22 |
Family
ID=12273307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1029333A Expired - Fee Related JPH07109771B2 (ja) | 1989-02-08 | 1989-02-08 | 固体電解質型燃料電池の出力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07109771B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2904147A1 (fr) * | 2006-07-20 | 2008-01-25 | Renault Sas | Procede de gestion de la consommation en hydrogene et oxygene d'une pile a combustible. |
| EP1793440A4 (en) * | 2004-09-02 | 2009-04-01 | Panasonic Corp | FUEL CELL SYSTEM |
| JP2010205647A (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| CZ309184B6 (cs) * | 2008-05-07 | 2022-04-27 | Václav Ing. Fiala | Způsob řízení vnitřního odporu elektrochemického zdroje proudu a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS503848A (ja) * | 1973-05-17 | 1975-01-16 | ||
| JPS6215771U (ja) * | 1985-07-13 | 1987-01-30 | ||
| JPS62150664A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電システム |
-
1989
- 1989-02-08 JP JP1029333A patent/JPH07109771B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS503848A (ja) * | 1973-05-17 | 1975-01-16 | ||
| JPS6215771U (ja) * | 1985-07-13 | 1987-01-30 | ||
| JPS62150664A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電システム |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1793440A4 (en) * | 2004-09-02 | 2009-04-01 | Panasonic Corp | FUEL CELL SYSTEM |
| FR2904147A1 (fr) * | 2006-07-20 | 2008-01-25 | Renault Sas | Procede de gestion de la consommation en hydrogene et oxygene d'une pile a combustible. |
| CZ309184B6 (cs) * | 2008-05-07 | 2022-04-27 | Václav Ing. Fiala | Způsob řízení vnitřního odporu elektrochemického zdroje proudu a zařízení k provádění tohoto způsobu |
| JP2010205647A (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07109771B2 (ja) | 1995-11-22 |
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