[發明專利]燃料電池系統和燃料電池系統的控制方法

有效

• 申請號: 201780093492.5
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN110959211B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 有阪朋子;宮川慎二
• 申請（專利權）人: 日產自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04225
• 分類號: H01M8/04225;H01M8/04302;H01M8/04701
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

1.一種燃料電池系統，具備：

燃料電池；

催化燃燒器，其被供給原燃料和氧化劑，來生成所述原燃料的燃燒氣體；

重整器，其用于對所述原燃料進行重整，來生成所述燃料電池的燃料氣體；以及

控制部，其控制針對所述催化燃燒器的所述原燃料和所述氧化劑的供給，

其中，在所述燃料電池系統啟動時，所述控制部向所述催化燃燒器供給所述原燃料和所述氧化劑，在轉為所述催化燃燒器中的所述原燃料的重整反應比所述原燃料的燃燒反應占優勢的時期，所述控制部使所述氧化劑與所述原燃料的比率即空燃比相比于轉為所述重整反應占優勢的時期前的空燃比而言增大，

其中，所述控制部在如下情況中的任一情況下，使所述空燃比增大：

在所述燃料電池系統開始啟動之后，在所述燃燒氣體中的特定氣體成分的濃度達到規定濃度時，

在所述燃料電池系統開始啟動之后，在所述催化燃燒器的溫度達到第一規定溫度時，以及

在所述燃料電池系統開始啟動之后的經過時間達到規定時間時。

2.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其特征在于，

還具備陽極氣體通路，該陽極氣體通路用于向所述燃料電池供給燃料氣體，

所述重整器插入安裝于所述陽極氣體通路，

所述催化燃燒器被設置成能夠對所述燃料電池和所述重整器中的至少一方進行加熱。

3.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其特征在于，

所述原燃料為乙醇，

所述特定氣體成分為CO、CO₂、CH₄、H₂、H₂O以及CH₃CHO中的至少一種。

4.根據權利要求3所述的燃料電池系統，其特征在于，

所述控制部具有排氣傳感器，該排氣傳感器被配設成能夠檢測所述特定氣體成分的濃度。

5.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其特征在于，

所述控制部判定所述催化燃燒器所具備的催化劑的劣化程度，所述催化劑的劣化越嚴重，則所述控制部使所述規定時間越遲。

6.根據權利要求1或2所述的燃料電池系統，其特征在于，

在使所述空燃比增大之后，在所述催化燃燒器的溫度上升且達到第二規定溫度時，所述控制部使所述空燃比減少。

7.根據權利要求1或2所述的燃料電池系統，其特征在于，

所述控制部在要使所述空燃比增大時，使針對所述催化燃燒器供給的所述氧化劑的供給量增大。

8.根據權利要求1或2所述的燃料電池系統，其特征在于，

所述控制部在要使所述空燃比增大時，使針對所述催化燃燒器供給的所述原燃料的供給量減少。

9.根據權利要求8所述的燃料電池系統，其特征在于，

所述控制部在要使所述空燃比增大時，停止對所述催化燃燒器供給所述原燃料，并且交替地進行供給的再開始和供給的停止。

10.一種燃料電池系統，具備：

燃料電池；

催化燃燒器，其被供給原燃料和氧化劑，來生成所述原燃料的燃燒氣體；

重整器，其用于對所述原燃料進行重整，來生成所述燃料電池的燃料氣體；以及

控制部，其控制針對所述催化燃燒器的所述原燃料和所述氧化劑的供給，

其中，在所述燃料電池系統啟動時，所述控制部向所述催化燃燒器供給所述原燃料和所述氧化劑，在所述催化燃燒器的溫度趨向目標溫度上升的過程中穿過所述原燃料的重整反應比所述原燃料的燃燒反應占優勢的規定溫度區域時，所述控制部使所述氧化劑與所述原燃料的比率即空燃比相比于所述催化燃燒器的溫度處于所述規定溫度區域外時的空燃比而言增大。

11.一種燃料電池系統的控制方法，用于控制燃料電池系統，該燃料電池系統具備重整器和催化燃燒器，用于向燃料電池供給通過所述重整器中的原燃料的重整所產生的燃料氣體，其中，

在所述燃料電池系統啟動時，

使所述原燃料在所述催化燃燒器的催化劑上燃燒，

以通過燃燒所產生的燃燒氣體為熱源，來促進所述燃料電池系統的暖機，

在轉為所述催化劑上的所述原燃料的重整反應比所述原燃料的燃燒反應占優勢的時期，使針對所述燃燒提供的氧化劑與所述原燃料的比率即空燃比相比于轉為所述重整反應占優勢的時期前的空燃比而言增大，

其中，在如下情況中的任一情況下，使所述空燃比增大：

在所述燃料電池系統開始啟動之后，在所述燃燒氣體中的特定氣體成分的濃度達到規定濃度時，

在所述燃料電池系統開始啟動之后，在所述催化燃燒器的溫度達到第一規定溫度時，以及

在所述燃料電池系統開始啟動之后的經過時間達到規定時間時。