燃料电池系统的运转方法以及燃料电池系统技术方案

本发明专利技术涉及燃料电池系统的运转方法以及燃料电池系统。燃料电池系统(10)具备：燃料电池堆(12)、燃料气体供给路(40)、循环路径(45)、吹扫阀(46a)以及温度传感器(84)。燃料电池系统(10)的运转方法中，进行判定温度传感器(84)的检测温度是否下降到既定温度以下的判定工序。而且，在判定工序中在温度为既定温度以下的情况下，一边经由燃料气体供给路(40)供给燃料气体一边使吹扫阀(46a)多次间歇地进行开闭的吹扫阀扫气处理工序。的吹扫阀扫气处理工序。的吹扫阀扫气处理工序。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统的运转方法以及燃料电池系统


[0001]本专利技术涉及燃料电池系统的运转方法以及燃料电池系统，该燃料电池系统具备在向燃料电池堆供给燃料气体的流路设置的从循环路径排出燃料气体的吹扫阀。

技术介绍

[0002]燃料电池系统具有：燃料电池堆；向燃料电池堆供给氢气等燃料气体(阳极气体)的燃料气体系装置；以及向燃料电池堆供给空气等氧化剂气体(阴极气体)的氧化剂气体系装置。燃料电池堆通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应进行发电。
[0003]另外，如专利文献1公开那样，燃料气体系装置具备：使从该燃料电池堆排出的燃料排气(燃料气体)在向燃料电池堆供给燃料气体的燃料气体供给路循环的循环路径；从循环路径排出燃料气体的吹扫路；以及使吹扫路开闭的吹扫阀。例如，吹扫阀在通常状态下使吹扫路闭塞，根据循环路径的氮气浓度上升等状态变化而被开放，由此排出循环路径的流体。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2008
‑
218242号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的问题
[0008]然而，在燃料电池系统的循环路径流通的流体(从燃料电池堆排出的燃料排气)含有因燃料电池堆的发电而生成的水蒸气。因此，当燃料电池系统的周边处于低温环境(例如，冰点以下)时，水蒸气冻结，由此会有在吹扫阀发生节流孔件闭塞、阀主体固结等情况。由此会有吹扫阀不能开闭的风险。
[0009]本专利技术鉴于上述的实际情况而完成的，主要目的在于提供一种在处于低温环境时将附着于吹扫阀的节流孔件附近的水适当地排出由此能够抑制吹扫阀冻结的燃料电池系统的运转方法以及燃料电池系统。
[0010]用于解决问题的方案
[0011]为了实现所述目的，本专利技术的第一方式是燃料电池系统的运转方法，该燃料电池系统具有：燃料电池堆；燃料气体供给路，其将燃料气体供给到所述燃料电池堆；循环路径，其使从所述燃料电池堆排出的燃料排气在所述燃料电池堆循环；吹扫阀，其用于从所述循环路径排出所述燃料排气；以及温度传感器，其检测所述吹扫阀的周边环境的温度，在所述燃料电池系统的运转方法中，包括：判定工序，判定所述温度传感器检测出的温度是否下降到既定温度以下；以及吹扫阀扫气处理工序，在所述温度为所述既定温度以下的情况下，一边经由所述燃料气体供给路供给所述燃料气体一边使所述吹扫阀多次间歇地进行开闭。
[0012]另外，为了实现所述目的，本专利技术的第二方式是燃料电池系统，具备：燃料电池堆；燃料气体供给路，其向所述燃料电池堆供给燃料气体；循环路径，其使从所述燃料电池堆排
出的燃料排气在所述燃料电池堆循环；吹扫阀，其用于从所述循环路径排出所述燃料排气；以及温度传感器，其检测所述吹扫阀的周边环境的温度，在所述燃料电池系统中，判定所述温度传感器检测出的温度是否下降到既定温度以下，在所述温度成为所述既定温度以下的情况下，一边经由所述燃料气体供给路供给所述燃料气体一边使所述吹扫阀多次间歇地进行开闭。
[0013]专利技术的效果
[0014]上述的燃料电池系统的运转方法以及燃料电池系统中，能够在吹扫阀有可能冻结的低温环境下适当地排出吹扫阀附近的水。特别是使吹扫阀多次间歇地进行开闭，由此能够对于比吹扫阀靠上游侧的燃料气体压力付与脉动，使循环路径中包含的水移动并从吹扫阀顺畅地排出。因而，燃料电池系统能够更可靠地抑制吹扫阀冻结。
[0015]参照附图来说明以下的实施方式，从而能够容易地理解上述的目的、特征以及优点。
附图说明
[0016]图1是示意性地示出本专利技术的一实施方式涉及的燃料电池系统的整体结构的说明图。
[0017]图2是示出冻结抑制处理中的ECU内的功能部的框图。
[0018]图3A是示出燃料电池系统的运转方法的流程图。图3B是示出冻结抑制处理的各处理工序的实施顺序的流程图。
[0019]图4是示出燃料电池系统的冻结抑制处理的一例的时序图。
具体实施方式
[0020]以下，关于本专利技术例举优选的实施方式，参照附图进行详细说明。
[0021]如图1所示，本专利技术的一实施方式涉及的燃料电池系统10具备燃料电池堆12、燃料气体系装置14、氧化剂气体系装置16以及冷却装置18。该燃料电池系统10搭载于燃料电池汽车(以下，简称为车辆11)的电机室等。燃料电池系统10向车辆11的蓄电池Bt、行驶用电机Mt等供给燃料电池堆12的发电电力。而且，燃料电池系统10不限定于搭载于车辆11，例如也可以用于定置型系统的用途。
[0022]燃料电池堆12具备通过燃料气体(氢气、阳极气体)与氧化剂气体(空气中含有的氧、阴极气体)的电化学反应来进行发电的多个发电单电池20。在将燃料电池堆12搭载于车辆11的状态下，多个发电单电池20构成为以电极面为竖立姿态来沿着车宽方向层叠而成的层叠体21。而且，多个发电单电池20也可以在车辆11的车长方向(前后方向)、重力方向层叠。
[0023]各发电单电池20由电解质膜
‑
电极结构体22(以下，称为“MEA 22”)、夹持MEA 22的一对隔板24(第一隔板24a、第二隔板24b)构成。MEA 22具有：电解质膜26(例如，固体高分子电解质膜(阳离子交换膜))；层叠于电解质膜26的一方面的阳极电极28；以及层叠于电解质膜26的另一方面的阴极电极30。第一隔板24a与MEA 22之间形成沿着隔板表面流通燃料气体的燃料气体流路32。第二隔板24b与MEA 22之间形成沿着隔板表面流通氧化剂气体的氧化剂气体流路34。另外，通过多个发电单电池20的层叠而在第一隔板24a与第二隔板24b彼
此之间，形成沿着隔板表面流通制冷剂的制冷剂流路36。
[0024]还有，燃料电池堆12具备使燃料气体、氧化剂气体以及制冷剂分别沿着层叠体21的层叠方向流通的未图示的多个连通孔(燃料气体连通孔、氧化剂气体连通孔、制冷剂连通孔)。燃料气体连通孔与燃料气体流路32连通，氧化剂气体连通孔与氧化剂气体流路34连通，制冷剂连通孔与制冷剂流路36连通。
[0025]由燃料气体系装置14向燃料电池堆12供给燃料气体。在燃料电池堆12内，燃料气体在燃料气体连通孔(燃料气体入口连通孔)流通并流入燃料气体流路32，在阳极电极28处用于发电。含有发电中未被使用的燃料气体和水的燃料排气从燃料气体流路32流出到燃料气体连通孔(燃料气体出口连通孔)，并从燃料电池堆12被排出到燃料气体系装置14。
[0026]另外，由氧化剂气体系装置16向燃料电池堆12供给氧化剂气体。在燃料电池堆12内，氧化剂气体在氧化剂气体连通孔(氧化剂气体入口连通孔)流通并流入氧化剂气体流路34，在阴极电极30处用于发电。含有发电中未被使用的氧化剂气体和水的氧化剂排气从氧化剂气体流路34流出到氧化剂气体连通孔(氧化剂气体出口连通孔)，并从燃料电池堆12被排出到氧化剂气体系装置16。
[0027]还有，由冷却装置18向燃料电池堆12供给本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统的运转方法，该燃料电池系统(10)具备：燃料电池堆(12)；燃料气体供给路(40)，其将燃料气体供给到所述燃料电池堆；循环路径(45)，其使从所述燃料电池堆排出的燃料排气在所述燃料电池堆循环；吹扫阀(46a)，其从所述循环路径排出所述燃料排气；以及温度传感器(84)，其检测所述吹扫阀的周边环境的温度，在所述燃料电池系统的运转方法中，包括：判定工序，判定所述温度传感器检测出的温度是否下降到既定温度以下；吹扫阀扫气处理工序，在所述温度为所述既定温度以下的情况下，一边经由所述燃料气体供给路供给所述燃料气体一边使所述吹扫阀多次间歇地进行开闭。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统的运转方法，其特征在于，具备：氧化剂气体供给路(62)，其将氧化剂气体供给到所述燃料电池堆；氧化剂气体排出路(64)，其流通从所述燃料电池堆排出的氧化剂排气，并且与流通从所述吹扫阀排出的流体的吹扫路(46)连接；氧化剂气体旁通路(66)，其连接在所述氧化剂气体供给路与所述氧化剂气体排出路之间，使所述氧化剂气体供给路的所述氧化剂气体直接流通到所述氧化剂气体排出路；排压阀(78)，其设置在所述氧化剂气体排出路的连接所述氧化剂气体旁通路的部位与所述燃料电池堆之间，对该氧化剂气体排出路进行开闭，所述吹扫阀扫气处理工序中，将所述排压阀设为闭阀状态，经由所述氧化剂气体旁通路使所述氧化剂气体在所述氧化剂气体排出路流通，将从所述吹扫阀排出的所述燃料气体稀释。3.根据权利要求2所述的燃料电池系统的运转方法，其特征在于，在所述氧化剂气体供给路设置向所述燃料电池堆供给所述氧化剂气体的压缩机(70)，所述吹扫阀扫气处理工序后，使所述压缩机旋转并且将所述排压阀设为开阀状态，由此进行通过所述氧化剂气体供给路向所述燃料电池堆供给所述氧化剂气体来减少所述燃料电池堆内的水分量的阴极扫气处理工序。4.根据权利要求3所述的燃料电池系统的运转方法，其特征在于，所述吹扫阀扫气处理工序中的所述压缩机的转速大于所述阴极扫气处理工序中的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：小岩信基，沼田英雄，小河纯平，吉村祐哉，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：