[發明專利]燃料電池系統

在審

• 申請號: 202110018398.1
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN113140764A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 高橋靖
• 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;H01M8/0438;H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/04111
• 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

本發明提供燃料電池系統，用于高精度測量及控制向燃料電池供給的陰極氣體的流量。該燃料電池系統具備：燃料電池；第1流路，向燃料電池供給陰極氣體；第2流路，從燃料電池排出陰極廢氣；旁通流路，從第1流路分支并與第2流路連接；壓縮機，設置于第1流路；第1流量計，設置于第1流路；流量調整閥，設置于旁通流路；第2流量計，設置于旁通流路；以及控制部，控制向燃料電池供給的陰極氣體的流量，壓縮機配置于比旁通流路靠上游側的位置，第1流量計配置于比壓縮機靠上游側的位置，第2流量計配置于比流量調整閥靠下游側的位置，控制部基于由第1流量計測量出的流量和由第2流量計測量出的流量來控制向燃料電池供給的陰極氣體的流量。

技術領域

本申請公開燃料電池系統。

背景技術

為了提高燃料電池的發電性能，希望對于燃料電池以所需足夠的流量供給陰極氣體、陽極氣體。為此，需要能夠準確地掌握向燃料電池供給的陰極氣體以及陽極氣體各自的流量。例如，可如專利文獻1中公開那樣在燃料電池的陰極氣體供給口設置流量計來測量向燃料電池供給的陰極氣體流量。

此外，存在如專利文獻1、2所公開那樣在向燃料電池供給陰極氣體的情況下通過壓縮機來對陰極氣體進行升壓的情況。

專利文獻1：日本特開2010-177123號公報

專利文獻2：日本特開2009-123550號公報

對于燃料電池而言，在如高輸出請求時或高溫運轉時那樣的高負荷運轉時，存在使陰極氣體的流量增加且提高氣體的壓力的情況。在此時的過渡階段中，陰極氣體流路中的氣體的溫度、壓力會大幅度變動。另外，還存在通過分流控制來縮減向燃料電池供給的陰極氣體流量的情況。該情況下，陰極氣體流路中的壓力也容易變動。例如，在燃料電池的陰極氣體供給口的附近，根據燃料電池的運轉狀況，存在1秒以內氣體溫度從外部空氣溫度變動至100℃、氣體壓力從大氣壓變動至3個氣壓的情況。

另一方面，氣體流量計一般一邊利用由壓力傳感器、溫度傳感器獲得的數值進行修正一邊測量氣體流量。該氣體流量計設想了在溫度、壓力不急劇變化的環境下的使用，對于溫度、壓力急劇的變化響應性很低。因此，在上述那樣的溫度、壓力急劇變動的環境下，存在氣體流量計的修正不及時，氣體流量計的測量精度差、無法準確地掌握向燃料電池供給的氣體流量的擔憂。

發明內容

作為用于解決上述課題的手段之一，本申請公開一種燃料電池系統，具備：

燃料電池；

第1流路，向上述燃料電池供給陰極氣體；

第2流路，從上述燃料電池排出陰極廢氣；

旁通流路，從上述第1流路分支并與上述第2流路連接；

壓縮機，設置于上述第1流路；

第1流量計，設置于上述第1流路；

流量調整閥，設置于上述旁通流路；

第2流量計，設置于上述旁通流路；以及

控制部，控制向上述燃料電池供給的上述陰極氣體的流量，

上述壓縮機被配置于比上述旁通流路靠上游側的位置，

上述第1流量計被配置于比上述壓縮機靠上游側的位置，

上述第2流量計被配置于比上述流量調整閥靠下游側的位置，

上述控制部基于由上述第1流量計測量出的流量和由上述第2流量計測量出的流量來控制向上述燃料電池供給的上述陰極氣體的流量。

在本公開的燃料系統中，可以在上述第1流路設置有加濕器，上述加濕器可以配置于上述燃料電池與上述旁通流路之間，上述加濕器可以利用從上述燃料電池排出至上述第2流路的陰極廢氣中的水分來加濕上述燃料電池的內部。