[發明專利]燃料氣體供給裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201010147544.2
• 申請日: 2006-08-10
• 公開（公告）號: CN101814617A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 片野剛司
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 高培培;車文

本申請為2006年8月10日提交的、申請號為200680029162.1的、 發明名稱為“燃料氣體供給裝置及其控制方法”的申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及燃料電池系統，特別是，涉及將燃料氣體供給燃料電 池的燃料氣體供給裝置的技術。

背景技術

燃料電池系統具有燃料電池組、將燃料氣體供給燃料電池組的燃 料氣體供給系統、和將氧化氣體供給燃料電池組的氧化氣體供給系統。 燃料氣體供給系統具有例如以高壓儲存燃料氣體的罐、及連接該罐與 燃料電池組的燃料氣體通路。而且，燃料氣體供給系統通常具有設置 在燃料氣體通路上游側的第一減壓閥和設置在下游側的第二減壓閥。 另外，各減壓閥具有將其下游側的壓力調整到目標壓力的功能。

可是，在燃料電池組消耗的燃料氣體量急劇減少的情況下，通常， 下游側的第二減壓閥先關閉，上游側的第一減壓閥之后關閉。也就是 說，當燃料電池組消耗的燃料氣體量急劇減少時，第二減壓閥下游側 的壓力上升，結果，第二減壓閥關閉。而且，當第二減壓閥開始關閉 時，第一減壓閥下游側的壓力上升，結果，第一減壓閥關閉。在如上 所述地將第二減壓閥設定到先關閉狀態、將第一減壓閥設定到后關閉 狀態的情況下，兩個減壓閥之間的壓力會過度上升。因此，在現有技 術中，存在兩個減壓閥或兩個減壓閥之間的通路破損的擔憂，有必要 使這些部位的耐壓性提高。

發明內容

本發明就是為了解決現有技術的上述問題而提出的，其目的在于 抑制燃料電池消耗的燃料氣體的消耗量減少時、兩個減壓閥之間的壓 力過度上升。

為了解決上述問題的至少一部分，本發明的第一裝置為一種將燃 料氣體供給燃料電池的燃料氣體供給裝置，其特征在于，具有：供給 上述燃料電池的燃料氣體通過的氣體通路；設置在上述氣體通路中的 第一減壓閥；設置在上述氣體通路中并配置在上述第一減壓閥下游側 的第二減壓閥；設定部，其將上述第二減壓閥下游側的目標壓力的值 設定為與上述燃料電池消耗的燃料氣體的消耗量對應的值；及變更部， 其在上述燃料電池消耗的燃料氣體的量減少規定量以上時，將上述第 二減壓閥的目標壓力的值變更為比上述設定部設定的、與上述燃料電 池消耗的燃料氣體的減少后的消耗量對應的值大的值。

在該裝置中，由于當燃料氣體的消耗量減少規定量以上時，將第 二減壓閥的目標壓力的值設定為比與減少后的消耗量對應的值大的 值，所以可以將第二減壓閥設定為有效的開度。結果，由于兩個減壓 閥之間的燃料氣體經第二減壓閥流出到下游側的燃料電池，所以能抑 制兩個減壓閥間的壓力的過度上升。

在上述裝置中，優選的是，還具有用于檢測上述第一減壓閥與上 述第二減壓閥之間的壓力的壓力傳感器，在上述變更部將上述第二減 壓閥的目標壓力的值變更為比上述設定部設定的、與上述燃料電池消 耗的燃料氣體的減少后的消耗量對應的值大的值之后，如果上述壓力 傳感器檢測出的值為第一閾值以上，則上述變更部進一步增大上述第 二減壓閥的目標壓力的值。

這樣，能可靠地抑制兩個減壓閥間的壓力的過度上升。

在上述裝置中，優選的是，還具有用于檢測上述第一減壓閥與上 述第二減壓閥之間的壓力的壓力傳感器，在上述變更部將上述第二減 壓閥的目標壓力的值變更為比上述設定部設定的、與上述燃料電池消 耗的燃料氣體的減少后的消耗量對應的值大的值之后，如果上述壓力 傳感器檢測出的值為第二閾值以下，則上述變更部減小上述第二減壓 閥的目標壓力的值。

這樣，在抑制兩個減壓閥間的壓力的過度上升后，兩個減壓閥間 的燃料氣體不會經第二減壓閥流出到下游側的燃料電池，因此能有效 地利用燃料氣體。

在上述裝置中，優選的是，被上述變更部變更到比上述設定部設 定的、與上述燃料電池消耗的燃料氣體的減少后的消耗量對應的值大 的值時，其變更后的值設定成使得有效量的燃料氣體流入所述燃料電 池，其中，所述有效量為經由所述燃料電池的電解質膜從陽極側透到 陰極側的燃料氣體的漏出量以下。

這樣，即使兩個減壓閥間的燃料氣體流入下游側的燃料電池，燃 料電池內部的燃料氣體量也不會增大，所以能抑制燃料電池內部的壓 力變高而使燃料電池破損的情況。