燃料电池系统及燃料电池系统的燃料气体泄漏判断方法技术方案

本发明专利技术即使在燃料电池再起动时，也可以和通常运转时同样地进行高精度的气体泄漏判断。判断在燃料气体系统（３）中形成的封闭空间内的气体泄漏的气体泄漏判断部（例如ＥＣＵ（１３））根据压力传感器（Ｐ５）检测出的该封闭空间内的压力变化并参照气体泄漏判断值判断气体泄漏，而且，对应于燃料极的氮的浓度改变燃料气体泄漏的判断标准。这是考虑到燃料电池组（２０）再起动时燃料极的氮的浓度会暂时变高，因而对应于该氮浓度改变气体泄漏判断标准；这时，优选对应于氮的浓度改变气体泄漏判断值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及燃料电池系统及燃料电池系统的燃料气体泄漏判断方法。更具体地说，本专利技术涉及检测并判断燃料电池系统的燃料气体泄漏的技术的改进。
技术介绍
在燃料电池系统中，准确地检测燃料气体泄漏并判断其内容(以下，仅表示为“判断”)非常重要。为了满足这种要求，提出了这样一种技术(例如，参见日本专利特开平8-329965号公报)，其中由设置在包含燃料电池的燃料气体循环供给系统(以下，称作“燃料气体系统”)中的截止阀等形成多个封闭空间，检测上述各个封闭空间的压力变化(例如压力下降速度)或各截止阀等的前后压差，由此判断燃料气体泄漏。
技术实现思路
但是，上述燃料气体泄漏判断技术在燃料电池系统再起动时存在不充分的情况。即，在使燃料电池系统暂时停止并放置后起动的情况下，由交叉泄漏引起燃料极侧的氮浓度暂时比通常时高，产生燃料气体的泄露量变少的现象，结果会过少地评价气体泄漏量。因此，本专利技术的目的在于提供一种即使在燃料电池再起动时、也能和通常运转时一样地进行高精度的气体泄漏判断的燃料电池系统及燃料电池系统的燃料气体泄漏判断方法。本专利技术人对现有技术的内容进行了研究。对于基于封闭空间内的压力变化判断燃料气体泄漏的情况，当产生上述的过少评价时，会造-->成燃料气体泄漏判断的精度不够。当对此进一步研究时，由于再起动时燃料电池的气体压力暂时变高(包含暂时变高的状态)，如果比较起动时检测出的燃料气体泄漏量与起动后、充分进行净化后氢浓度变高的状态下检测出的燃料气体泄漏量，则后者的燃料气体泄漏量多，可以认为这与起动时的过少评价有关。当本专利技术人进一步详细研究时，认为有以下问题。即，当因交叉泄漏引起流入燃料极侧的氮的量变多，成为该燃料极侧的封闭空间内的压力升高的状态时，即使例如由于配管内产生的孔而引起异常的气体泄漏，也会由于压力变化少而形成过少评价。从以上的问题来看，认为必需一种在以再起动时的特有现象为前提的同时用于高精度地进行燃料气体泄漏的判断的技术。因此，本专利技术人着眼于包含在燃料电池的该封闭空间内的氮气，进一步反复进行研究，结果得到了与解决课题有关的发现。本专利技术就是基于这种发现得到的，本专利技术提供了一种燃料电池系统的燃料气体泄漏判断方法，其检测在燃料电池的燃料极侧形成的封闭空间内的压力变化，根据该压力变化的检测结果并参照规定的气体泄漏判断值进行上述封闭空间内的燃料气体泄漏的判断，其中，对应于上述燃料极的氮的浓度改变燃料气体泄漏的判断标准，并进行上述燃料气体泄漏的判断。也就是说，根据本专利技术的燃料气体泄漏判断方法，参考燃料极的氮的浓度，并与其对应地进行所需的修正。即，对应于燃料极的氮的浓度改变燃料气体泄漏的判断标准来提高燃料气体泄漏判断的精度。这是考虑到燃料电池再起动时燃料极的氮的浓度暂时变高的情况，因而对应于该氮浓度对气体泄漏判断值进行所需的修正。即，对应于燃料极的氮的浓度改变燃料气体泄漏的判断标准。这种情况下，优选的是，对应于上述氮的浓度改变上述气体泄漏-->判断值，由此改变上述燃料气体泄漏的判断标准。即使在燃料电池再起动时因交叉泄漏现象引起燃料极侧的氮浓度暂时升高，也能通过利用如本专利技术那样改变后的气体泄漏判断值来避免过少评价气体泄漏量的情况，从而可以应对燃料极的氮浓度暂时升高的情况。可以根据透过燃料电池的电解质膜向空气极侧泄漏的燃料气体的透过量、和燃料电池从停止到再起动的放置时间中的至少任意一方来推测燃料极的氮的浓度。或者，可以根据停止运转时的燃料电池组的温度、燃料电池再起动时的燃料极的压力、和燃料电池从停止到再起动的放置时间来推测燃料极的氮的浓度。另外，本专利技术提供了一种燃料电池系统，其具有：接受燃料气体的供给并进行发电的燃料电池；将燃料气体供给该燃料电池或从该燃料电池排出的燃料气体系统；设置在该燃料气体系统中的调压阀；检测在上述燃料气体系统中形成的封闭空间内的压力的压力传感器；和判断在上述燃料气体系统中形成的封闭空间内的气体泄漏的气体泄漏判断部。上述气体泄漏判断部，根据上述压力传感器检测出的上述封闭空间内的压力的变化并参照气体泄漏来判断值判断气体泄漏，并且，对应于上述燃料极的氮的浓度改变上述气体泄漏的判断标准，并进行上述燃料气体泄漏的判断。和上述的燃料气体泄漏判断方法相同，在该燃料电池系统中参考到燃料极的氮浓度，并与其对应地改变气体泄漏的判断标准，以实现燃料气体泄漏判断精度的提高。这是考虑到燃料电池再起动时燃料极的氮浓度暂时变高的情况，因而与该氮浓度对应地对气体泄漏判断值进行所需的修正。即，改变气体泄漏的判断标准。即使在燃料电池再起动时因交叉泄漏现象引起燃料极侧的氮浓度暂时升高，也能通过利用如本专利技术那样改变判断标准后的气体泄漏判断值来避免过少评价气-->体泄漏量的情况。燃料电池系统中的这种气体泄漏判断，考虑到燃料电池再起动时燃料极的氮浓度暂时变高的情况，因而对应于该氮浓度改变气体泄漏的判断标准，优选的是，气体泄漏判断部通过改变气体泄漏判断值而改变燃料气体泄漏的判断标准。而且，如上所述地进行气体泄漏判断的燃料电池系统具有检测燃料电池组的温度的燃料电池组温度检测机构、检测燃料极的压力的燃料极压力检测机构、和计测放置时间的放置时间计测机构，优选的是，根据停止运转时的燃料电池组的温度、燃料电池再起动时的燃料极的压力、和燃料电池从停止到再起动的放置时间来推测燃料极的氮的浓度。附图说明图1为表示本专利技术的一实施例的燃料电池系统的框图。图2为表示停止运转时的燃料电池组温度为65℃的情况下、阳极压力及阳极氮浓度相对于放置时间的推移变化的图。图3为表示本实施例的阳极氮浓度的推测流程的图。图4为表示本实施例的燃料气体泄漏的判断流程的图。图5为对应于氮浓度改变燃料气体泄漏的判断标准的映射的一个例子。图6为本专利技术的气体泄漏判断用的功能框图。具体实施方式下面，基于附图所示的实施方式的一个例子详细地说明本专利技术的结构。图1～图6表示本专利技术的一实施例。本专利技术的燃料电池系统10构成下述系统，即，具有：接受燃料气体的供给并进行发电的燃料电池(下-->面，称作“燃料电池组”，在图中以标号20表示)；将燃料气体供给该燃料电池组20或从该燃料电池组20排出的燃料气体系统3；设置在该燃料气体系统3中的调压阀；检测在燃料气体系统3中形成的封闭空间内的压力的压力传感器；及判断在燃料气体系统3中形成的封闭空间的气体泄漏的气体泄漏判断部(参照图1)。另外，本实施例的该燃料电池系统10检测在燃料电池的燃料极侧形成的封闭空间内的压力变化，根据该压力变化的检测结果并参照规定的气体泄漏判断值进行封闭空间内的燃料气体泄漏的判断。下面首先对燃料电池系统10的整体进行简要说明，然后依次对用于推测燃料极的氮浓度(在本说明书中将其称作“燃料极氮浓度”)的结构、用于判断封闭空间内的燃料气体泄漏的结构进行说明。(整体结构)首先，对本实施例的燃料电池系统10进行简要说明。另外，在下面有时将燃料电池表示为“FC”。图1表示根据本实施例的燃料电池系统10的大致结构。这里，虽然示出将燃料电池系统10用作燃料电池车辆(FCHV：燃料电池混合动力车)的车载发电系统的例子，但是，当然也能用作搭载在各种移动体(例如船舶或飞机等)、机器人等这样可自己行走的物体上的发电系统等。燃料电池单元组(下面，称作“燃料电池组”或仅称本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池系统的燃料气体泄漏判断方法，检测在燃料电池的燃料极侧形成的封闭空间内的压力变化，根据该压力变化的检测结果并参照规定的气体泄漏判断值进行所述封闭空间内的燃料气体泄漏的判断，其特征在于：对应于所述燃料极的氮的浓度改变燃料气体 泄漏的判断标准，并进行所述燃料气体泄漏的判断。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-8-9 231368/20051.一种燃料电池系统的燃料气体泄漏判断方法，检测在燃料电池的燃料极侧形成的封闭空间内的压力变化，根据该压力变化的检测结果并参照规定的气体泄漏判断值进行所述封闭空间内的燃料气体泄漏的判断，其特征在于：对应于所述燃料极的氮的浓度改变燃料气体泄漏的判断标准，并进行所述燃料气体泄漏的判断。2.如权利要求1所述的燃料电池系统的燃料气体泄漏判断方法，其特征在于：对应于所述氮的浓度改变所述气体泄漏判断值，从而改变所述燃料气体泄漏的判断标准。3.如权利要求1或2所述的燃料电池系统的燃料气体泄漏判断方法，其特征在于：根据透过燃料电池的电解质膜向空气极侧泄漏的所述燃料气体的透过量和所述燃料电池从停止到再起动的放置时间中的至少任意一方来推测所述燃料极的氮的浓度。4.如权利要求1或2所述的燃料电池系统的燃料气体泄漏判断方法，其特征在于：根据停止运转时的燃料电池组的温度、燃料电池再起动时的所述燃料极的压力、和所述燃料电池从停止到再起动的放置时间来推测所述燃料极的氮的浓度。5.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：木崎干士，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]