燃料电池系统技术方案

一种燃料电池系统，将负极气体和正极气体供给到燃料电池来使该燃料电池发电，具备：压缩机，其设置于正极气体供给通路，将正极气体加压输送到燃料电池；旁路通路，其用于使由压缩机加压输送的正极气体绕过燃料电池而排出到正极气体排出通路；旁路阀，其设置于旁路通路，调节在旁路通路中流动的正极气体的流量；系统停止部，其在存在燃料电池系统的停止请求时，实施规定的停止时序处理来使燃料电池系统停止；以及停止时旁路阀控制部，其在停止时序处理中与时序处理并行地将旁路阀的阀体控制在规定的初始化位置。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2013年5月28日、申请号为201380028805.0、专利技术名称为“燃料电池系统”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种燃料电池系统。
技术介绍
在日本JP2008-293869A中，作为以往的燃料电池系统，公开了如下一种燃料电池系统：在从结束燃料电池系统的运转起经过了规定时间之后，使控制器启动来使阀初始化。
技术实现思路
然而，在上述以往的燃料电池系统中，在燃料电池系统的运转结束后使控制器启动来使阀初始化，因此有可能在系统结束后产生不需要的声音。另一方面，单纯地对用于使燃料电池系统停止的各种停止处理(停止时序处理)追加初始化处理，因此停止时序处理本身有可能变长。本专利技术是着眼于这种问题而完成的，其目的在于在燃料电池系统的运转结束时实施的停止时序处理中将阀控制在初始化位置，同时抑制停止时序处理变长。用于解决问题的方案根据本专利技术的某个方式，提供一种将负极气体和正极气体供给到燃料电池来使该燃料电池发电的燃料电池系统，该燃料电池系统具备：压缩机，其设置于正极气体供给通路，将正极气体加压输送到燃料电池；旁路通路，其用于使由压缩机加压输送的正极气体绕过燃料电池而排出到正极气体排出通路；旁路阀，其设置于旁路通路，调节在旁路通路中流动的正极气体的流量；系统停止部，其在存在燃料电池系统的停止请求时，实施规定的停止时序处理来使燃料电池系统停止；以及停止时旁路阀控制部，其在停止时序处理中与时序处理并行地将旁路阀的阀体控制在规定的初始化位置。下面参照附图来详细说明本专利技术的实施方式、本专利技术的优点。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式的燃料电池系统的概要图。图2是说明本专利技术的一个实施方式的停止时完全闭合处理的控制内容的流程图。图3是说明本专利技术的一个实施方式的最小初始化处理的控制内容的流程图。图4是说明本专利技术的一个实施方式的燃料电池系统的停止处理的动作的时序图。图5是说明本专利技术的一个实施方式的燃料电池系统的启动处理的动作的时序图。具体实施方式燃料电池通过用负极(anode)电极(燃料极)和正极(cathode)电极(氧化剂极)将电解质膜夹在中间并向负极电极供给含氢的负极气体(燃料气体)、向正极电极供给含氧的正极气体(氧化剂气体)来进行发电。在负极电极和正极电极这两个电极处进行的电极反应如下。负极电极：2H2→4H++4e-…(1)正极电极：4H++4e-+O2→2H2O…(2)通过该(1)、(2)的电极反应，燃料电池产生1伏特左右的电动势。在将这种燃料电池用作汽车用动力源的情况下，由于要求的电力大，因此作为将数百块的燃料电池层叠所得的燃料电池堆来进行使用。然后，构成向燃料电池堆供给负极气体和正极气体的燃料电池系统，取出用于驱动车辆的电力。图1是本专利技术的一个实施方式的燃料电池系统1的概要图。燃料电池系统100具备燃料电池堆1、正极气体供排装置2、负极气体供排装置3、电力系统4以及控制器5。燃料电池堆1是层叠数百块燃料电池而得的，接受负极气体和正极气体的供给，来发出驱动车辆所需的电力。燃料电池堆1具备负极电极侧输出端子11和正极电极侧输出端子12作为取出电力的端子。另外，燃料电池堆1中设置有检测从燃料电池堆1取出的电流(以下称为“堆输出电流”。)的电流传感器13以及检测负极电极侧输出端子11与正极电极侧输出端子12之间的端子间电压(以下称为“堆输出电压”。)的电压传感器14。正极气体供排装置2是向燃料电池堆1供给正极气体并且将从燃料电池堆1排出的正极排气排出到外部大气的装置。正极气体供排装置2具备正极气体供给通路21、过滤器22、正极压缩机23、正极气体排出通路24、正极压力调节阀25、旁路通路26以及旁路阀27。正极气体供给通路21是流通向燃料电池堆1供给的正极气体的通路。正极气体供给通路21一端连接于过滤器22，另一端连接于燃料电池堆1的正极气体入口孔。过滤器22将取入到正极气体供给通路21的正极气体中的异物去除。正极压缩机23设置于正极气体供给通路21。正极压缩机23经由过滤器22将作为正极气体的空气(外部大气)取入到正极气体供给通路21，供给到燃料电池堆1。正极气体排出通路24是流通从燃料电池堆1排出的正极排气的通路。正极气体排出通路24一端连接于燃料电池堆1的正极气体出口孔，另一端为开口端。正极压力调节阀25设置于正极气体排出通路。正极压力调节阀25将供给到燃料电池堆1的正极气体的压力调节为期望的压力。旁路通路26是用于使从正极压缩机23喷出的正极气体的一部分绕过燃料电池堆1而直接排出到正极气体排出通路24以稀释氢、避免正极压缩机23的浪涌的通路。正极气体旁路通路26一端连接于比正极压缩机23更靠下游的正极气体供给通路21，另一端连接于比正极压力调节阀25更靠下游的正极气体排出通路24。旁路阀27设置于旁路通路26。旁路阀27是其开度由步进电动机271阶段性地调整的开闭阀，构成为若使步进电动机271正向旋转则旁路阀27的开度变大，若使其逆向旋转则旁路阀27的开度变小。通过调节旁路阀27的开度，来调节绕过燃料电池堆1的正极气体的流量。步进电动机271是每当被输入脉冲信号时只旋转规定的基本角度的电动机，所输入的脉冲信号的频率越高则步进电动机271的转速越快。在本实施方式中，为了方便，将使旁路阀27从完全打开到完全闭合所需的步进电动机271的旋转角度除以基本角度所得的值称为步进数，将旁路阀27完全闭合时的步进数定义为零。然后，将旁路阀27完全打开时的步进数称为全开步进数。在本实施方式中全开步进数为60左右。负极气体供排装置3是向燃料电池堆1供给负极气体、并且将从燃料电池堆1排出的负极排气排出到正极气体排出通路24的装置。负极气体供排装置3具备高压罐31、负极气体供给通路32、切断阀33、负极压力调节阀34、负极气体排出通路35以及放气阀36。高压罐31将要向燃料电池堆1供给的负极气体保持为高压状态来贮存。负极气体供给通路32是用于将从高压罐31排出的负极气体供给到燃料电池堆1的通路。负极气体供给通路32一端连接于高压罐31，另一端连接于燃料电池堆1的负极气体入口孔。切断阀33设置于负极气体供给通路32。通过闭合切断阀33，来停止向燃料电池堆1供给负极气体。负极压力调节阀34设置于比切断阀33更靠下游的负极气体供给通路32。负极压力调节阀34将供给到燃料电池堆1的负极气体的压力调节为期望的压力。负极气体排出通路35是流通从燃料电池堆1排出的负极排气的通路。负极气体排出通路35一端连接于燃料电池堆1的负极气体出口孔，另一端连接于正极气体排出通路24。放气阀36设置于负极气体排出通路35。放气阀36对从负极气体排出通路35排出到正极气体排出通路24的负极排气的流量进行调节。电力系统4具备驱动电动机41、逆变器42、电力分配装置43、堆用电力切断器44、强电电池45、强电用电力切断器46、电压降压器47、弱电电池48以及弱电用电力切断器49。驱动电动机41是在转子埋设永磁体并且在定子缠绕定子线圈的三相交流同步电动机。驱动电动机41具有作为电动机的功能和作为发电机的功能，该作为电动机的功能是从燃料电池堆1和强电电池45接受电力的供给来进行旋转驱动，该作为发电机的功能是在使转子因外力而进行旋转的车辆减速时使定子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池系统，将负极气体和正极气体供给到燃料电池来使该燃料电池发电，该燃料电池系统具备：阀，其设置于上述燃料电池系统内，由步进电动机来驱动；停止时阀控制部，其在存在上述燃料电池系统的停止请求时，控制上述步进电动机来将上述阀的阀体控制到规定的初始化位置；以及阀初始化部，其在存在上述燃料电池系统的启动请求时，使上述步进电动机只旋转规定的初始化步进数，以使上述阀的阀体向上述初始化位置移动，其中，该初始化步进数少于上述步进电动机的最大步进数。

【技术特征摘要】
2012.06.01 JP 2012-1257591.一种燃料电池系统，将负极气体和正极气体供给到燃料电池来使该燃料电池发电，该燃料电池系统具备：阀，其设置于上述燃料电池系统内，由步进电动机来驱动；停止时阀控制部，其在存在上述燃料电池系统的停止请求时，控制上述步进电动机来将上述阀的阀体控制到规定的初始化位置；以及阀初始化部，其在存在上述燃料电池系统的启动请求时，使上述步进电动机只旋转规定的初始化步进数，以使上述阀的阀体向上述初始化位置移动，其中，该初始化步进数少于上述步进电动机的最大步进数。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，上述阀初始化部在使上述步进电动机只旋转上述初始化步进数时，使上述步进电动机的转...

【专利技术属性】
技术研发人员：岛田一秀，筑后隼人，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP