[發明專利]燃料電池系統和燃料電池系統的控制方法

在審

• 申請號: 202011259824.2
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN113097537A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 伊藤真洋;戶井田政史;常川洋之;丸尾剛
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04223
• 分類號: H01M8/04223;H01M8/04225;H01M8/04302
• 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和燃料電池系統的控制方法，燃料電池系統具備：燃料電池；氫罐；氫供給路，連接氫罐與燃料電池；截斷閥，截斷氫供給路中的氫的流通；檢測部，檢測開始氫對于氫罐的填充；以及掃氣控制部，當停止燃料電池系統并且在應該執行對電池內氫流路進行掃氣的掃氣處理的狀態下由檢測部檢測到氫開始填充時，將截斷閥閉閥，作為掃氣處理，執行使在氫供給路中殘留于比截斷閥靠氫流動的下游側的氫向電池內氫流路流動來對電池內氫流路進行掃氣的處理。

技術領域

本公開涉及燃料電池系統和燃料電池系統的控制方法。

背景技術

在搭載于燃料電池車輛等的燃料電池系統中，一般而言，在系統停止時，進行以下動作，即，執行向燃料電池供給吹掃氣體的掃氣處理，使燃料電池內部的水分量減少來確保低溫環境下的系統的啟動性。關于這樣的燃料電池系統，提出有掃氣處理的開始的時機、和對燃料電池系統具備的氫罐的氫填充的開始的時機的調整所涉及的技術(例如，參照日本特開2017-134993)。

然而，以往，對于氫填充時的燃料電池的凍結防止，沒有進行充分的研究。例如，本申請發明人等發現了如果與氫填充并行地進行掃氣處理，則產生如下新問題，即，由于為了向氫罐填充而向燃料電池系統供給的氫流入至連接氫罐與燃料電池的氫流路，所以可能在上述氫流路內、燃料電池內產生凍結。

發明內容

本公開能夠作為以下的方式來實現。

(1)根據本公開的一個方式，提供燃料電池系統。該燃料電池系統具備：燃料電池，形成有供氫流動的電池內氫流路；氫罐，儲藏氫；氫供給路，連接上述氫罐與上述燃料電池；截斷閥，截斷上述氫供給路中的氫的流通；檢測部，檢測氫開始對于上述氫罐的填充；以及掃氣控制部，當停止上述燃料電池系統并且在應該執行對上述電池內氫流路進行掃氣的掃氣處理的狀態下由上述檢測部檢測到氫開始填充時，將上述截斷閥閉閥，作為上述掃氣處理，執行使在上述氫供給路中殘留于比上述截斷閥靠氫流動的下游側的氫向上述電池內氫流路流動來對上述電池內氫流路進行掃氣的處理。

根據該方式的燃料電池系統，將截斷閥閉閥，并使在氫供給路中殘留于比截斷閥靠下游的氫向電池內氫流路流動來對電池內氫流路進行掃氣，因此能夠與氫填充并行地進行掃氣處理。其結果是，當在低溫環境下進行氫填充的情況下，能夠遏制燃料電池的凍結，并且，能夠抑制由用于填充的低溫的氫向燃料電池流動導致燃料電池、燃料氣體的流路凍結。

(2)也可以構成為，上述方式的燃料電池系統還具備：循環流路，包括上述電池內氫流路和上述氫供給路的一部分，并且是供氫循環的流路；循環裝置，使氫在上述循環流路內循環；以及排出閥，使氫從上述循環流路排出，上述掃氣控制部執行的上述掃氣處理包括使用上述循環裝置來使氫在上述循環流路內循環的動作、和使上述排出閥開閥的動作。根據該方式的燃料電池系統，通過使在循環流路內殘留的氫在循環流路內循環，能夠進行掃氣處理。

(3)也可以構成為：上述方式的燃料電池系統還具備調節閥，上述調節閥設置于上述截斷閥與上述燃料電池之間來調節向上述燃料電池供給的氫量，上述掃氣控制部執行的上述掃氣處理包括驅動上述調節閥，向上述電池內氫流路供給在上述氫供給路中殘留于上述調節閥與上述截斷閥之間的氫的動作。根據該方式的燃料電池系統，能夠使用在氫供給路中殘留于調節閥與截斷閥之間的氫來進行掃氣處理，因此能夠使掃氣處理的效率提高。

(4)也可以構成為：上述方式的燃料電池系統還具備低溫判斷部，上述低溫判斷部判斷上述燃料電池系統的環境溫度是否是在上述燃料電池系統的下次啟動時可能產生上述燃料電池的凍結的問題的低溫環境溫度，上述掃氣控制部在通過上述低溫判斷部判斷為上述環境溫度是上述低溫環境溫度時，判斷為是應該執行上述掃氣處理的狀態。根據該方式的燃料電池系統，當在低溫環境下進行氫填充的情況下，能夠與氫填充并行地適當地進行掃氣處理。