[發明專利]燃料電池系統

有效

• 申請號: 201080015141.0
• 申請日: 2010-04-01
• 公開（公告）號: CN102379057A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 保田繁樹;楠村浩一;田口清;田村佳央
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04;H01M8/10
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及具備燃料電池和水循環路徑的燃料電池系統，特別涉及燃料電池系統在異常停止時的凍結抑制手段。

背景技術

燃料電池系統一般具備使燃料氣體與氧化劑氣體發生化學反應而發電的燃料電池、以及冷卻伴隨于發電而發熱的燃料電池的冷卻水路徑，并且被構成為通過根據發電量來調整冷卻的程度來控制燃料電池的溫度。

如果像這樣的燃料電池系統在室外不運轉一定時間以上而放置，那么隨著大氣溫度的降低，冷卻水路徑內的水會發生凍結。其結果可以設想在下一次啟動時不能夠進行燃料電池的溫度控制以至于變得不可能進行發電等。

因此，已知有如下燃料電池系統，其為了抑制冷卻水的凍結，而具備例如直接或者間接地檢測大氣溫度的大氣溫度檢測機構、和檢測冷卻水的水溫的水溫檢測機構；并且根據由大氣溫度檢測機構檢測到的大氣溫度以及由水溫檢測機構檢測到的水溫來執行凍結抑制運轉(例如參照專利文獻1)。

圖15是表示專利文獻1所述的現有的燃料電池系統的構成的框圖。

如圖15所示，這個現有的燃料電池系統具備：使用燃料氣體和氧化劑氣體來發電的燃料電池36、用于冷卻燃料電池36的冷卻水所流通的冷卻水路徑37、從在冷卻水路徑37中流通的冷卻水中回收熱的蓄熱水所流通的蓄熱水路徑38、儲存從冷卻水中回收熱并成為溫水的蓄熱水的蓄熱水儲罐39、用于在冷卻水路徑37內的冷卻水與蓄熱水路徑38內的蓄熱水之間進行熱交換的熱交換器40、使冷卻水路徑37內的水進行循環的冷卻水循環器41、加熱冷卻水路徑37的加熱器42、使蓄熱水路徑38內的水進行循環的蓄熱水循環器43、檢測大氣溫度的大氣溫度檢測機構44、檢測冷卻水的溫度的冷卻水溫檢測機構45、檢測蓄熱水的溫度的蓄熱水溫檢測機構46、以及控制器47。

控制器47在根據由大氣溫度檢測機構44檢測到的大氣溫度、由冷卻水溫度檢測機構45檢測到的冷卻水溫度、以及由蓄熱水溫度檢測機構46檢測到的蓄熱水溫度，判斷出冷卻水路徑37以及蓄熱水路徑38內的水恐怕會發生凍結的時候，執行由冷卻水循環器41進行的冷卻水的循環、由蓄熱水循環器43進行的蓄熱水的循環、以及由加熱器42進行的加熱，來作為凍結抑制運轉。由此，就能夠抑制冷卻水以及蓄熱水的凍結。

另外，如果由于某些原因而對燃料電池系統實施異常停止，那么控制器47根據該異常原因，來判斷是否分別對于冷卻水路徑37以及蓄熱水路徑38執行凍結抑制運轉。

例如，在由于冷卻水路徑37中的水發生泄漏而對燃料電池系統實施異常停止的情況下，如果執行作為凍結抑制運轉的由冷卻水循環器41進行的冷卻水的循環，那么因為冷卻水循環器41會發生空運轉，所以控制器47不執行冷卻水的循環。另外，在此情況下，如果執行作為凍結抑制運轉的由加熱器42進行的加熱，那么將會變成在作為加熱對象的冷卻水不存在于冷卻水路徑37內的狀態下進行加熱，且恐怕加熱器42的周邊會被過度加熱，所以控制器47不執行由加熱器42進行的加熱。另外，在由于蓄熱水路徑38中的水發生泄漏而對燃料電池系統實施以上所述停止的情況下，如果執行由蓄熱水循環器43進行的蓄熱水的循環，那么蓄熱水循環器43會發生空運轉，所以控制器47不執行蓄熱水循環。由此，就能夠抑制作為執行凍結抑制運轉的要素的冷卻水循環器41、蓄熱水循環器43以及加熱器42發生損傷。

在此，關于在冷卻水路徑37中發生水泄漏的情況，例如可以如下所述進行檢測。

在燃料電池36的發電過程中，如果從冷卻水路徑37中發生水泄漏，那么燃料電池36的溫度會過度上升。因此，通過檢測該燃料電池36的溫度的過度上升，能夠檢測到冷卻水路徑37中的漏水。另外，在具備檢測冷卻水的燃料電池36入口側的水溫的第1冷卻水溫度檢測機構48和檢測燃料電池36出口側的水溫的第2冷卻水溫度檢測機構49作為冷卻水溫度檢測機構45的情況下，如果在燃料電池36的發電過程中從蓄熱水路徑38發生水泄漏，那么熱交換器40的熱交換功能降低，并且第1冷卻水溫度檢測機構48所檢測到的冷卻水溫度與第2冷卻水溫度檢測機構49所檢測到的冷卻水溫度相接近。所以，通過檢測上述兩者所檢測到的冷卻水溫度的相接近程度，從而就能夠檢測來自于蓄熱水路徑38的漏水。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2007-294186號公報

發明內容

發明所要解決的技術問題