[發明專利]燃料電池系統

在審

• 申請號: 202011501906.3
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN113036190A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 田中浩己
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04746
• 分類號: H01M8/04746;H01M8/04082;H01M8/04089
• 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;沈同全

本發明涉及燃料電池系統。燃料電池系統包括：燃料電池；注射裝置；噴射器機構；循環通路；被構造成將從燃料電池排出的陽極氣體與從注射裝置注射的陽極氣體一起從噴射器機構供應到燃料電池的供應通路；以及被構造成控制注射裝置執行脈動運行的控制器，在該脈動運行中，升壓時段和降壓時段被交替重復，使得要被供應到燃料電池的陽極氣體的壓力在預定范圍內脈動，升壓時段是壓力升高的時段，降壓時段是壓力降低的時段，其中，控制器被構造成控制注射裝置以在升壓時段中注射比由燃料電池消耗的陽極氣體的消耗量大的量的陽極氣體，并且控制注射裝置以在降壓時段中注射比消耗量小的量的陽極氣體。

技術領域

本發明涉及一種燃料電池系統。

背景技術

在一些情況下，燃料電池系統執行脈動運行，該脈動運行使得要被供應到燃料電池的陽極氣體的壓力在預定范圍內脈動。在這樣的脈動運行中，升壓時段和降壓時段被交替重復，其中在升壓時段中，由于來自注射裝置的陽極氣體的注射，陽極氣體的壓力升高，在降壓時段中，由于陽極氣體的注射的停止和用于燃料電池的發電的陽極氣體的消耗，陽極氣體的壓力降低。在升壓時段中，陽極氣體被注射并且流過燃料電池，這有助于從燃料電池排出諸如液態水和氮氣的雜質(例如，見第2010-123501號日本未審查專利申請公報)。

在降壓時段中，燃料電池中的陽極氣體的流動性可能降低，然后液態水和雜質可能保留在例如燃料電池中的位置處。因此，在降壓時段中，可能不趨向于將陽極氣體供應到燃料電池中的位置，這可能使得燃料電池的發電效率劣化。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種抑制燃料電池的發電效率劣化的燃料電池系統。

以上目的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；注射裝置，所述注射裝置被構造成注射陽極氣體；噴射器機構，從所述注射裝置注射的陽極氣體流過所述噴射器機構；循環通路，所述循環通路被構造成將從所述燃料電池排出的陽極氣體返回到所述噴射器機構；供應通路，所述供應通路被構造成將從所述燃料電池排出的陽極氣體與從所述注射裝置注射的陽極氣體一起從所述噴射器機構供應到所述燃料電池；以及控制器，所述控制器被構造成控制所述注射裝置以執行脈動運行，在所述脈動運行中，升壓時段和降壓時段被交替重復，使得要被供應到所述燃料電池的陽極氣體的壓力在預定范圍內脈動，所述升壓時段是壓力升高的時段，所述降壓時段是壓力降低的時段，其中，所述控制器被構造成控制所述注射裝置以在所述升壓時段中注射比由所述燃料電池消耗的陽極氣體的消耗量大的量的陽極氣體，并且控制所述注射裝置以在所述降壓時段中注射比所述消耗量小的量的陽極氣體。

控制器可以被構造成在降壓時段中控制注射裝置以間歇地注射陽極氣體。

注射裝置可以包括閥，該控制器可以被構造成控制閥的開度，隨著閥的開度的增大，陽極氣體的注射流量可以增大，并且控制器可以被構造成將閥的開度維持成在降壓時段中比在升壓時段中小，從而控制注射裝置在降壓時段中持續地注射陽極氣體。

控制器可以被構造成在壓力降低時段中將陽極氣體的注射停止的時段控制為0.5秒或更短。

控制器可以被構造成在降壓時段中控制注射裝置以注射陽極氣體使得壓力暫時升高。

注射裝置可以包括注射陽極氣體的第一注射裝置和第二注射裝置，第二注射裝置的陽極氣體的注射流量可以大于第一注射裝置的陽極氣體的注射流量，控制器可以被構造成在升壓時段中控制至少第二注射裝置以注射陽極氣體，并且控制器可以被構造成在降壓時段中控制第一注射裝置以注射陽極氣體并且停止從第二注射裝置注射陽極氣體。

噴射器機構可以包括單個噴射器，從第一注射裝置和第二注射裝置中的任一個注射裝置注射的陽極氣體流過該單個噴射器。

噴射器機構可以包括第一噴射器和第二噴射器，該第一噴射器和第二噴射器分別設置在相對于第一注射裝置和第二注射裝置的下游側處，并且循環通路可以包括第一分支通路和第二分支通路，該第一分支通路和第二分支通路從彼此分支并分別連接到第一噴射器和第二噴射器。