燃料电池系统以及燃料电池系统的运行方法技术方案

技术编号:7685261 阅读:177 留言:0更新日期:2012-08-16 19:14
本发明专利技术可靠的恢复由于燃料电池组的积水降低了的发电电压。具有通过包含氢气的燃料气体和氧化气体的电化学反应发电的燃料电池组的燃料电池系统的运行方法,在燃料电池组的发电电压降低的时候,基于燃料电池组的单元电池含水量和燃料电池组的单元电池压力损失的特性曲线,调整所述燃料电池组的单元电池含水量,使得所述燃料电池组内单元电池压力损失的偏差变小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术关于。
技术介绍
作为例如汽车等的车辆的驱动源搭载的燃料电池系统,具有通过包含氢气的燃料气体和氧气的电化学反应发电的燃料电池。燃料电池具有层叠有多个单元电池的堆结构。燃料电池系统的运行中,例如燃料电池组中由于电化学反应产生水,此水的一部分进入单元电池中。单元电池中的含水量过度增加,单元电池成为积水状态,气体在单元电池内不能通过,气体供给量与理想配比偏离,存在发电电量降低的情况。因此,检测出在燃料电池组的单元电池中的积水,此时,进行对单元电池的水增加吹扫量而排出(参照特许文献I)。现有技术文献特许文献特许文献I :日本国特开2002-260704号公报特许文献2 :日本国特开2005-63712号公报特许文献3 :日本国特开2007-184136号公报特许文献4 :日本国特开2003-217624号公报
技术实现思路
专利技术解决的问题但是,即使是如上所述的单纯的增加吹扫量,也有发电电压不一定恢复的情况。这是,在进行吹扫减少含水量后,存在燃料电池组的单元电池彼此之间的单元电池压力损失的差异变大的情况,此情况下,例如没有向压力损失相对最大的单元电池供给充分的气体,不能有效的进行发电。本专利技术考虑到上述的问题,目的在于提供能够可靠恢复由于燃料电池组的积水而降低的发电电压的。用于解决问题的技术方案为了达成上述目的的本专利技术是燃料电池系统,包含通过含有氢气的燃料气体和氧气的电化学反应发电的燃料电池组,其特征在于具有单元电池含水量调整机构,该单元电池含水量调整机构在燃料电池组的发电电压降低了时,基于燃料电池组的单元电池含水量和燃料电池组的单元电池压力损失的特性曲线,调整所述燃料电池组的单元电池含水量,使得所述燃料电池组内的单元电池压力损失的偏差变小。并且,燃料电池组的发电电压的降低,不仅仅包含燃料电池组全体的发电电压的降低,也包含燃料电池组的各个单元电池的发电电压的降低。根据本专利技术,因为能够减小燃料电池组内单元电池压力损失的偏差,使得在燃料电池组的所有的单元电池中,气体供给理想配比的合适量的气体稳定的供给,此结果是能、够可靠的恢复发电电压。也可以是,所述单元电池含水量调整机构,在所述特性曲线,对于燃料电池组的单元电池含水量的增加,从燃料电池组的单元电池压力损失相对缓慢增加的稳定区间向所述燃料电池组的单元电池压力损失相对急剧增加的急剧增加区间转移的情况下,在燃料电池组的发电电压降低了时,调整为减少所述燃料电池组的单元电池含水量。此情况下,能够减少燃料电池组的单元电池含水量,返回燃料电池组的各个单元电池的单元电池压力损失到稳定区间。如此,能够减小燃料电池组内单元电池压力损失的偏差,实现发电电压的恢复。也可以是,所述单元电池含水量调整机构,在所述特性曲线,对于燃料电池组的单元电池含水量的减少,从燃料电池组的单元电池压力损失相对缓慢减少的稳定区间向所述燃料电池组的单元电池压力损失相对急剧减少的急剧减少区间转移的情况下,在燃料电池组的发电电压降低了时,调整为增加所述燃料电池组的单元电池含水量。此情况下,能够增加燃料电池组的单元电池含水量,返回燃料电池组的各个单元电池的单元电池压力损失到稳定区间。如此,能够减小燃料电池组内单元电池压力损失的偏差,实现恢复发电电压。也可以是,所述单元电池含水量调整机构,在所述特性曲线,对于燃料电池组的单元电池含水量的增加,从燃料电池组的单元电池压力损失相对缓慢增加的稳定区间向所述燃料电池组的单元电池压力损失相对急剧增加的急剧增加区间转移,对于燃料电池组的单元电池含水量的减少,从燃料电池组的单元电池压力损失相对缓慢减少的所述稳定区间向所述燃料电池组的单元电池压力损失相对急剧减少的急剧减少区间转移的情况下,在燃料电池组的发电电压降低了时,在所述燃料电池组的单元电池平均含水量处于所述稳定区间或者所述急剧增加区间的情况下,调整为减少所述燃料电池组的单元电池含水量,在所述燃料电池组的单元电池平均含水量处于所述急剧减少区间的情况下,调整为增加所述燃料电池组的单元电池含水量。此情况下,能够减少或者增加燃料电池组的单元电池含水量,返回燃料电池组的各个单元电池的单元电池压力损失到稳定区间。如此,能够减小燃料电池组内单元电池压力损失的偏差,实现恢复发电电压。也可以是,所述的燃料电池系统中,所述燃料电池组的单元电池含水量的调整,通过所述燃料电池组的吹扫量的调整、所述燃料电池组的气体背压的调整、所述燃料电池组的温度的调整中至少任一种进行。从别的观点的本专利技术是燃料电池系统的运行方法,该燃料电池系统包含通过含有氢气的燃料气体和氧气的电化学反应发电的燃料电池组,该燃料电池系统的运行方法,其特征在于在燃料电池组的发电电压降低了时,基于燃料电池组的单元电池含水量和燃料电池组的单元电池压力损失的特性曲线,调整所述燃料电池组的单元电池含水量,使得所述燃料电池组内的单元电池压力损失的偏差变小。根据本专利技术,因为能够减小燃料电池组内单元电池压力损失的偏差,使得在燃料电池组的所有的单元电池中,气体供给理想配比的合适量的气体稳定的供给,此结果是能够可靠的恢复发电电压。也可以是,所述的燃料电池系统的运行方法中,在所述特性曲线,对于燃料电池组的单元电池含水量的增加,从燃料电池组的单元电池压力损失相对缓慢增加的稳定区间向所述燃料电池组的单元电池压力损失相对急剧增加的急剧增加区间转移的情况下,在燃料 电池组的发电电压降低了时,调整为减少所述燃料电池组的单元电池含水量。此情况下,能够减少燃料电池组的单元电池含水量,返回燃料电池组的各个单元电池的单元电池压力损失到稳定区间。如此,能够减小燃料电池组内单元电池压力损失的偏差,实现恢复发电电压。也可以是,所述的燃料电池系统的运行方法中,在所述特性曲线,对于燃料电池组的单元电池含水量的减少,从燃料电池组的单元电池压力损失相对缓慢减少的稳定区间向所述燃料电池组的单元电池压力损失相对急剧减少的急剧减少区间转移的情况下,在燃料电池组的发电电压降低了时,调整为增加所述燃料电池组的单元电池含水量。此情况下,能够增加燃料电池组的单元电池含水量,返回燃料电池组的各个单元电池的单元电池压力损失到稳定区间。如此,能够减小燃料电池组内单元电池压力损失的偏差,实现恢复发电电压。也可以是,所述的燃料电池系统的运行方法中,在所述特性曲线,对于燃料电池组的单元电池含水量的增加,从燃料电池组的单元电池压力损失相对缓慢增加的稳定区间向所述燃料电池组的单元电池压力损失相对急剧增加的急剧增加区间转移,对于燃料电池组的单元电池含水量的减少,从燃料电池组的单元电池压力损失相对缓慢减少的所述稳定区间向所述燃料电池组的单元电池压力损失相对急剧减少的急剧减少区间转移的情况下,在燃料电池组的发电电压降低了时,在所述燃料电池组的单元电池平均含水量处于所述稳定区间或者所述急剧增加区间的情况下,调整为减少所述燃料电池组的单元电池含水量,在所述燃料电池组的单元电池平均含水量处于所述急剧减少区间的情况下,调整为增加所述燃料电池组的单元电池含水量。此情况下,能够减少或者增加燃料电池组的单元电池含水量,返回燃料电池组的各个单元电池的单元电池压力损失到稳定区间。如此,能够减小燃料电池组内单元电池压力损失的偏差,实现恢复发电电压。也可以是,所述燃料电池组的单元电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员:长沼良明末松启吾石川智隆胜田洋行
申请(专利权)人:丰田自动车株式会社
类型:发明
国别省市:

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