[發明專利]燃料電池系統以及燃料電池系統的控制方法

在審

• 申請號: 202010466438.4
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN112201819A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 戶井田政史;丸尾剛;常川洋之
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04303
• 分類號: H01M8/04303;H01M8/04223;H01M8/04119;H01M8/04291;H01M8/04746;H01M8/0662
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李洋;王培超

本發明涉及燃料電池系統以及燃料電池系統的控制方法，燃料電池系統具備：氣液分離器，將燃料電池的廢氣分離為液體成分與氣體成分并存積上述液體成分的液態水；循環配管；排水管，排出上述液態水；以及排水閥，對上述排水管進行開閉。在燃料電池系統的運轉結束時執行的結束時掃氣處理中，當滿足被設定為上述排水閥開閥時的上述氣液分離器的儲水量比在上述燃料電池系統的通常運轉的執行中上述排水閥開閥時的儲水量多的上述排水閥的開閥條件時，控制部將上述排水閥開閥。

技術領域

本公開涉及燃料電池系統以及燃料電池系統的控制方法。

背景技術

例如，在下述的日本特開2009-104966中公開了一種通過氣液分離器將從燃料電池排出的廢氣分離為氣體成分與液體成分并使氣體成分循環至燃料電池、將液體成分作為液態水存積于氣液分離器內之后將其排出的燃料電池系統。

在使用上述那樣的氣液分離器使廢氣循環至燃料電池而再次利用的燃料電池系統中，在其運轉結束后，存在水滴附著于氣液分離器的內壁面而殘留的情況。若保持這樣的水滴殘留在氣液分離器內的狀態而結束燃料電池系統的運轉，則在冰點下等低溫環境下，存在該水滴在氣液分離器內結冰、移動至設置于從氣液分離器起的排水路徑的排水閥并結冰的情況。在氣液分離器內結冰的水滴成為難以掌握氣液分離器中的儲水量的原因。另外，排水閥的結冰成為阻礙從氣液分離器排水的原因。迄今為止，即便在燃料電池系統的運轉結束時執行掃氣處理，也無法使在這樣的在氣液分離器內附著于內壁面而殘留的水滴充分減少。

發明內容

本公開的技術能夠作為以下的方式實現。

第一方式被作為燃料電池系統提供。該方式的燃料電池系統具備：燃料電池，構成為接受反應氣體的供給來進行發電；氣液分離器，構成為與上述燃料電池連接，將上述燃料電池的廢氣分離為液體成分與氣體成分并存積上述液體成分的液態水；循環配管，與上述氣液分離器連接并構成循環路徑，該循環路徑構成為將上述氣液分離器的上述氣體成分向上述燃料電池循環；排水管，構成為與上述氣液分離器連接并將上述液態水從上述氣液分離器排出；排水閥，構成為對上述排水管進行開閉；以及控制部，構成為控制對于上述燃料電池的上述反應氣體的供給，在上述燃料電池系統的運轉結束時，執行使上述廢氣的上述氣體成分作為掃氣氣體而循環來進行掃氣的結束時掃氣處理。上述控制部構成為在滿足了與上述氣液分離器的儲水量建立對應而預先決定的開閥條件時，將上述排水閥開閥來執行使上述液態水從上述氣液分離器排出的排水閥控制，并構成在上述結束時掃氣處理中，使用被設定為上述排水閥開閥時的上述氣液分離器的儲水量比在上述燃料電池系統的通常運轉的執行中將上述排水閥開閥時的儲水量多的上述開閥條件來執行上述排水閥控制。根據該方式的燃料電池系統，由于在結束時掃氣處理時，排水閥開閥時的氣液分離器中的液態水的水位變高，所以能夠減少附著于氣液分離器內的壁面的水滴保持附著的狀態不變的區域。因此，在燃料電池系統的運轉結束時，能夠使在氣液分離器內附著于內壁面而殘留的水滴減少，在低溫環境下的燃料電池系統的再次啟動時，能夠抑制因殘留在氣液分離器內的水分的結冰而產生不良狀況。

在上述方式的燃料電池系統中，上述控制部可以構成為取得上述氣液分離器的儲水量，并構成為在上述燃料電池系統的上述通常運轉的執行中的上述排水閥控制中，當上述氣液分離器的儲水量大于預先決定的第一閾值時判定為滿足上述開閥條件而將上述排水閥開閥，并構成為在上述結束時掃氣處理的執行時的上述排水閥控制中，當上述氣液分離器的儲水量大于被設定為比上述第一閾值大的值的第二閾值時判定為滿足上述開閥條件而將上述排水閥開閥。根據該方式的燃料電池系統，通過氣液分離器中的儲水量的判定，能夠在與氣液分離器中的儲水量對應的適當時機開始從氣液分離器的排水。