[發(fā)明專利]燃料電池系統(tǒng)以及燃料電池系統(tǒng)的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580078391.1
• 申請日: 2015-03-27
• 公開（公告）號: CN107431226B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 池田修久;青木哲也
• 申請（專利權(quán)）人: 日產(chǎn)自動(dòng)車株式會社
• 主分類號: H01M8/04492
• 分類號: H01M8/04492;H01M8/04746;H01M8/04701
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

1.一種燃料電池系統(tǒng)，具備：燃料供給單元，其向燃料電池的電解質(zhì)膜供給燃料；氧化劑供給單元，其向所述電解質(zhì)膜供給氧化劑；以及發(fā)電控制單元，其對通過所述氧化劑供給單元進(jìn)行的氧化劑的供給以及通過所述燃料供給單元進(jìn)行的燃料的供給進(jìn)行控制，來控制所述燃料電池的發(fā)電，所述燃料電池系統(tǒng)包括：

濕潤狀態(tài)檢測單元，其檢測所述電解質(zhì)膜的濕潤狀態(tài)；

流量調(diào)整單元，其對通過所述燃料供給單元向所述燃料電池供給的燃料的流量進(jìn)行調(diào)整；以及

溫度調(diào)整單元，其對通過所述氧化劑供給單元向所述燃料電池供給的氧化劑的溫度進(jìn)行調(diào)整，

其中，在根據(jù)從所述濕潤狀態(tài)檢測單元輸出的信號來減少所述電解質(zhì)膜的水分時(shí)，與增加所述電解質(zhì)膜的水分時(shí)相比，所述發(fā)電控制單元使所述燃料的流量減少，并且根據(jù)來自所述濕潤狀態(tài)檢測單元的信號來使所述氧化劑的溫度上升。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，

所述燃料電池包括：

制冷劑流路，其流通用于冷卻該燃料電池的制冷劑；

氧化劑流路，其對所述電解質(zhì)膜的一個(gè)面流通氧化劑；以及

燃料流路，其對所述電解質(zhì)膜的另一個(gè)面向與所述氧化劑流路中流動(dòng)的氧化劑的方向相反的方向流通燃料，

所述溫度調(diào)整單元向所述制冷劑流路供給所述制冷劑，

所述燃料供給單元使從所述燃料流路的一端排出的燃料循環(huán)到所述燃料流路的另一端。

3.一種燃料電池系統(tǒng)，具備：燃料供給單元，其向燃料電池的電解質(zhì)膜供給燃料；氧化劑供給單元，其向所述電解質(zhì)膜供給氧化劑；以及發(fā)電控制單元，其對通過所述氧化劑供給單元進(jìn)行的氧化劑的供給以及通過所述燃料供給單元進(jìn)行的燃料的供給進(jìn)行控制，來控制所述燃料電池的發(fā)電，

所述燃料電池系統(tǒng)包括：

濕潤狀態(tài)檢測單元，其檢測所述電解質(zhì)膜的濕潤狀態(tài)；

流量調(diào)整單元，其對通過所述燃料供給單元向所述燃料電池供給的燃料的流量進(jìn)行調(diào)整；以及

溫度調(diào)整單元，其對通過所述氧化劑供給單元向所述燃料電池供給的氧化劑的溫度進(jìn)行調(diào)整，

所述燃料電池包括：

制冷劑流路，其流通用于冷卻該燃料電池的制冷劑；

氧化劑流路，其對所述電解質(zhì)膜的一個(gè)面流通氧化劑；以及

燃料流路，其對所述電解質(zhì)膜的另一個(gè)面向與所述氧化劑流路中流動(dòng)的氧化劑的方向相反的方向流通燃料，

所述溫度調(diào)整單元向所述制冷劑流路供給所述制冷劑，

所述燃料供給單元使從所述燃料流路的一端排出的燃料循環(huán)到所述燃料流路的另一端，

其中，在根據(jù)從所述濕潤狀態(tài)檢測單元輸出的信號來減少所述電解質(zhì)膜的水分時(shí)，與增加所述電解質(zhì)膜的水分時(shí)相比，所述發(fā)電控制單元使在所述燃料流路中循環(huán)的燃料的流量減少，并且根據(jù)來自所述濕潤狀態(tài)檢測單元的信號來使所述氧化劑的溫度上升。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，

在減少所述電解質(zhì)膜的水分時(shí)，相比于通過所述溫度調(diào)整單元進(jìn)行的升高所述氧化劑的溫度的控制，所述發(fā)電控制單元優(yōu)先執(zhí)行通過所述流量調(diào)整單元進(jìn)行的減少所述燃料的流量的控制。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，

在減少所述電解質(zhì)膜的水分時(shí)，所述發(fā)電控制單元使所述燃料的流量減少，并且根據(jù)來自所述濕潤狀態(tài)檢測單元的信號以使所述電解質(zhì)膜的濕潤度與目標(biāo)值之差變小的方式使所述氧化劑的溫度上升。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，

所述溫度調(diào)整單元包括向所述燃料電池供給制冷劑的冷卻裝置，

所述發(fā)電控制單元包括：

優(yōu)先控制部，其設(shè)定用于對所述溫度調(diào)整單元的動(dòng)作和所述流量調(diào)整單元的動(dòng)作進(jìn)行控制的優(yōu)先級；

流量運(yùn)算部，其基于所述燃料電池的溫度和所述電解質(zhì)膜的濕潤度，來使向所述燃料電池供給的燃料的流量減少；以及

溫度運(yùn)算部，其基于所述燃料的流量和所述電解質(zhì)膜的濕潤度，來對所述燃料電池的溫度進(jìn)行控制，

其中，在執(zhí)行減少所述電解質(zhì)膜的水分的烘干操作的情況下，所述優(yōu)先控制部對所述流量運(yùn)算部設(shè)定比所述燃料電池的溫度低的潤濕操作時(shí)的溫度來作為所述燃料電池的溫度。