[發明專利]燃料電池系統以及燃料電池系統的控制方法

有效

• 申請號: 201910670542.2
• 申請日: 2019-07-24
• 公開（公告）號: CN110783603B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 松尾潤一;石川智隆;小川朋宏;山中富夫
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04119
• 分類號: H01M8/04119;H01M8/04223;H01M8/04228;H01M8/0438
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉曉岑;王培超

本發明提供燃料電池系統以及燃料電池系統的控制方法，抑制對水分從氣液分離器的排出進行控制的閥的凍結。該燃料電池系統具備：燃料電池；氣液分離器；排水流路，其用于將水分從氣液分離器排出；閥，其對水分從氣液分離器的排出進行控制；以及控制部，其對燃料電池的運轉以及閥的開閉進行控制，并判定有無閥的凍結。控制部在燃料電池的運轉中接收到燃料電池的停止請求的情況下，反復判定有無閥的凍結，在判定為有閥的凍結的情況下，繼續燃料電池的運轉直至判定為無閥的凍結為止，在判定為無閥的凍結的情況下，執行包括打開閥的處理在內的燃料電池的停止處理。

技術領域

本發明涉及燃料電池系統。

背景技術

存在使用如下結構的情況，即：以改善燃料電池的油耗等為目的而從自燃料電池排出的陽極廢氣中分離水分并將水分分離后的廢氣向燃料電池供給而進行再利用。另外，在上述構成中，存在使用從陽極廢氣分離水分并進行存積的氣液分離器和對水從氣液分離器的排出進行控制的閥的情況。若上述閥在低溫環境下凍結，則無法排出積存在氣液分離器中的水。因此，提出用于抑制閥的凍結的方法。例如，在專利文獻1中公開有如下方法，即：在燃料電池的運轉停止時，通過在停止陽極氣體的供給的狀態下繼續發電來使與閥連接的流路成為負壓，并通過在上述狀態下打開閥而使大氣流入閥，從而使積存在閥的附近的水向其他位置移動。

專利文獻1：日本特開2007-35369號公報

然而，在冰點下短時間利用車輛的情況下，氣液分離器、閥可能成為無法被燃料電池的廢熱充分加熱而保持著凍結的狀態。在這樣的狀態下，在專利文獻1的方法中，無法打開閥，伴隨著發電的生成水積存在氣液分離器而無法排出。然后，若車輛在存積于氣液分離器、閥的附近的水增大的狀態下停止，則存在更多的水凍結、閥更難以解凍的問題。

發明內容

本公開能夠作為以下的方式實現。

(1)根據本公開的一個方式，提供一種燃料電池系統。該燃料電池系統具備：燃料電池；氣液分離器，其將水分從由所述燃料電池排出的陽極廢氣中分離出來；排水流路，其用于將所述氣液分離器分離出的所述水分從所述氣液分離器排出；閥，其配置于所述排水流路，對所述水分從所述氣液分離器的排出進行控制；以及控制部，其對所述燃料電池的運轉以及所述閥的開閉進行控制，并判定有無所述閥的凍結，所述控制部在所述燃料電池的運轉中接收到所述燃料電池的停止請求的情況下，反復判定有無所述閥的凍結，在判定為有所述閥的凍結的情況下，繼續所述燃料電池的運轉直至判定為無所述閥的凍結為止，在判定為無所述閥的凍結的情況下，執行包含打開所述閥的處理的所述燃料電池的停止處理。根據該方式的燃料電池系統，控制部在燃料電池的運轉中接收到燃料電池的停止請求的情況下，反復判定有無閥的凍結，在判定為有閥的凍結的情況下，繼續燃料電池的運轉直至判定為無閥的凍結為止，因而能夠利用伴隨著燃料電池的運轉的廢熱促進閥的解凍，另外，在判定為無閥的凍結的情況下，執行包括打開閥的處理的燃料電池的停止處理，因而能夠經由排水流路排出積存在氣液分離器、閥的附近的水分，能夠抑制上述水分引起的閥的凍結。上述的“有閥的凍結”是指閥的開閉動作被凍冰的水妨礙的狀態。若閥的開閉動作被妨礙，則有可能成為無法進行經由閥的氣體的流通的狀態。“無法進行氣體的流通的狀態”是指除了包括完全不進行氣體的流通的狀態之外、還包括氣體的流通量小于規定量的狀態的較寬范圍的含義。另外，“無閥的凍結”是指能夠進行經由閥的氣體的流通的狀態，換言之，是指能夠進行上述的規定量以上的氣體的流通的狀態，具有包括凍冰的水附著于閥的一部分的狀態的較寬范圍的含義。

(2)在上述方式的燃料電池系統的基礎上，可以構成為還具備：供給流路，其向所述燃料電池供給陽極氣體；循環流路，其將所述氣液分離器與所述供給流路連通起來；以及泵，其配置于所述循環流路，將由所述氣液分離器分離出所述水分之后的所述陽極廢氣向所述供給流路供給，所述停止處理包含所述泵的驅動。根據該方式的燃料電池系統，停止處理包括泵的驅動，因而與泵停止的狀態相比，能夠增大從供給流路流入至燃料電池的氣體的流量、即分離出水分之后的陽極廢氣與陽極氣體的合計流量，能夠促進積存在燃料電池內的水的排出。