[發明專利]燃料電池系統

在審

• 申請號: 202011178932.7
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN113097532A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 森永禮
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04082
• 分類號: H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/04111;H01M8/04537;H01M8/04955;H01M8/2457
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張建濤;陳硯文

本發明涉及燃料電池系統。燃料電池系統包括：燃料電池組；第一排出器；開關閥，開關閥和第一排出器在與氧化劑氣體的流動相交叉的方向上并排布置；第二排出器，第二排出器的排出壓力高于第一排出器的排出壓力；電壓檢測器；以及控制器，控制器被構造成控制第一排出器和第二排出器，其中控制器被構造成：在燃料電池組的要求電力高于預定電力并且燃料電池組發電的發電運行中，在開關閥打開的狀態下，控制器驅動第二排出器，控制器被構造成：當從發電運行切換到要求電力等于或低于預定電力的間歇運行時，控制器停止第二排出器，并且當在間歇運行中燃料電池組的電壓等于或低于第一預定電壓時，在開關閥關閉的狀態下，控制器驅動第一排出器。

技術領域

本發明涉及一種燃料電池系統。

背景技術

已知一種間歇運行，在該間歇運行中，當燃料電池組的要求電力等于或低于預定電力時，通過使用二次電池的電力來暫時停止燃料電池組的發電。在該間歇運行中，氧化劑氣體被供應到燃料電池組，使得燃料電池組的電壓不超過在預定的上限電壓和下限電壓之間的范圍。在向燃料電池組供應氧化劑氣體時，已知根據燃料電池組的要求電力而選擇性地使用的壓縮機和鼓風機，并且該壓縮機和鼓風機被設置在氧化劑氣體流過的氣體流路中(例如，參見第2005-259692號日本未審查專利申請公報)。

在被供應到燃料電池組的氧化劑氣體的供應量方面，燃料電池組發電的發電運行與暫時停止發電的間歇運行不同。由于在發電運行中在燃料電池組中消耗了大量的氧化劑氣體，所以可以使用排出壓力大的排出器。另一方面，在間歇運行中，可以使用排出壓力小的排出器，以便降低電力消耗。

在第2005-259692號日本未審查專利申請公報中，壓縮機和鼓風機用作具有不同排出壓力的兩個排出器，并且設有繞過鼓風機的旁通流路，并且在該旁通流路中設置旁通閥。通過設置旁通流路，抑制了壓縮機吸入和排出的氧化劑氣體流經鼓風機，并且所述氧化劑氣體流經旁通流路，以便高效地供應氧化劑氣體。通過在旁通通道中設置旁通閥，抑制了從鼓風機排出的氧化劑氣體流回旁通流路，以便高效地供應氧化劑氣體。然而，設置旁通流路增大了燃料電池系統的尺寸。

發明內容

因此，本發明的目標在于，根據燃料電池組的發電狀態而高效地供應氧化劑氣體，并且抑制燃料電池系統的尺寸的增大。

上述目標通過一種燃料電池系統實現，所述燃料電池系統包括：燃料電池組；第一排出器，所述第一排出器被構造成吸入氧化劑氣體并且朝向所述燃料電池組排出氧化劑氣體，并且所述第一排出器被設置在將氧化劑氣體供應到所述燃料電池組的氧化劑氣體流路內；開關閥，所述開關閥被設置在所述氧化劑氣體流路內，并且所述開關閥被構造成打開和關閉所述氧化劑氣體流路的與所述第一排出器相鄰的局部區域，所述開關閥和所述第一排出器在與氧化劑氣體的流動相交叉的方向上并排布置；第二排出器，所述第二排出器被設置成相對于所述第一排出器和所述開關閥在氧化劑氣體的流動的上游側或下游側處，并且所述第二排出器被構造成通過所述氧化劑氣體流路吸入氧化劑氣體并且通過所述氧化劑氣體流路朝向所述燃料電池組排出氧化劑氣體，所述第二排出器的排出壓力高于所述第一排出器的排出壓力；電壓檢測器，所述電壓檢測器被構造成檢測所述燃料電池組的電壓；以及控制器，所述控制器被構造成控制所述第一排出器和所述第二排出器，其中所述控制器被構造成：在所述燃料電池組的要求電力高于預定電力并且所述燃料電池組發電的發電運行中，在所述開關閥打開的狀態下，所述控制器驅動所述第二排出器，所述控制器被構造成：當從所述發電運行切換到所述要求電力等于或低于所述預定電力的間歇運行時，所述控制器停止所述第二排出器，并且當在所述間歇運行中所述燃料電池組的電壓等于或低于第一預定電壓時，在所述開關閥關閉的狀態下，所述控制器驅動所述第一排出器。

所述開關閥可以包括被可旋轉地支撐的閥體，所述開關閥在所述發電運行中由于通過驅動所述第二排出器以及吸入和排出氧化劑氣體之一而產生的力而打開，并且所述開關閥可以在所述間歇運行中由于通過驅動所述第一排出器以及吸入和排出氧化劑氣體而產生的力而關閉。