[發(fā)明專利]燃料電池系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210197093.6
• 申請(qǐng)日: 2022-03-01
• 公開（公告）號(hào): CN115020752A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 松末真明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M8/04089
• 分類號(hào): H01M8/04089;H01M8/0432;H01M8/0444
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王鑫

本發(fā)明提供能夠減少交叉泄漏的誤判斷的燃料電池系統(tǒng)。該燃料電池系統(tǒng)的特征在于，控制部控制氧化劑氣體供給部的驅(qū)動(dòng)，并且控制旁通閥的開度，根據(jù)由氫濃度傳感器測(cè)量出的氧化劑廢氣中的氫濃度判定是否產(chǎn)生了交叉泄漏，在由上述氫濃度傳感器測(cè)量出的上述氧化劑廢氣中的氫濃度為規(guī)定的閾值以上的情況下，控制部判定為產(chǎn)生了交叉泄漏，上述控制部預(yù)先存儲(chǔ)表示上述氧化劑氣體的流量、上述旁通閥的開度以及上述氧化劑廢氣中的氫濃度的關(guān)系的第1數(shù)據(jù)群，上述控制部在判定是否產(chǎn)生了交叉泄漏前將由上述氧化劑氣體流量傳感器測(cè)量出的上述氧化劑氣體的流量和上述旁通閥的開度與上述第1數(shù)據(jù)群對(duì)照，使用于是否產(chǎn)生了交叉泄漏的判定的氫濃度的閾值變動(dòng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及燃料電池系統(tǒng)。

背景技術(shù)

燃料電池(FC)是在一個(gè)單電池或者將多個(gè)單電池(以下，存在記載為單元的情況)層疊而成的燃料電池組(以下，存在僅記載為電池堆的情況)中通過氫等燃料氣體與氧等氧化劑氣體的電化學(xué)反應(yīng)而取出電能量的發(fā)電裝置。此外，多數(shù)情況下，實(shí)際向燃料電池供給的燃料氣體和氧化劑氣體是與無助于氧化·還原的氣體的混合物。尤其氧化劑氣體是包含氧的空氣的情況較多。

此外，以下，也存在不特別地區(qū)別燃料氣體、氧化劑氣體而簡(jiǎn)稱為“反應(yīng)氣體”或者“氣體”的情況。另外，存在將單電池和層疊單電池而成的燃料電池組都稱為燃料電池的情況。

該燃料電池的單電池通常具備膜電極接合體(MEA：Membrane ElectrodeAssembly)。

膜電極接合體具有在固體高分子型電解質(zhì)膜(以下，也簡(jiǎn)稱為“電解質(zhì)膜”)的兩面分別依次形成有催化劑層和氣體擴(kuò)散層(GDL、以下存在僅記載為擴(kuò)散層的情況)的構(gòu)造。因此，膜電極接合體存在被稱為膜電極氣體擴(kuò)散層接合體(MEGA)的情況。

單電池根據(jù)需要具有夾持該膜電極氣體擴(kuò)散層接合體的兩面的兩片隔離件。隔離件通常具有在與氣體擴(kuò)散層接觸的面形成有作為反應(yīng)氣體的流路的槽的構(gòu)造。此外，該隔離件具有電子傳導(dǎo)性，也作為發(fā)電的電氣的集電體發(fā)揮功能。

在燃料電池的燃料極(陽極)，作為從氣體流路和氣體擴(kuò)散層供給的燃料氣體的氫(H₂)通過催化劑層的催化劑作用而質(zhì)子化，通過電解質(zhì)膜并向氧化劑極(陰極)移動(dòng)。同時(shí)生成的電子通過外部電路而做功，并向陰極移動(dòng)。作為向陰極供給的氧化劑氣體的氧(O₂)在陰極的催化劑層與質(zhì)子及電子反應(yīng)而生成水。生成的水對(duì)電解質(zhì)膜給予適度的濕度，多余的水透過氣體擴(kuò)散層，并被向系統(tǒng)外排出。

對(duì)車載于燃料電池車輛(以下存在記載為車輛的情況)來使用的燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行了各種研究。

例如在專利文獻(xiàn)1中公開有抑制由設(shè)置于陰極廢氣流路的氫傳感器的硅等造成的中毒的燃料電池系統(tǒng)。

在專利文獻(xiàn)2中公開有維持對(duì)被檢測(cè)氣體的所希望的檢測(cè)精度并且抑制產(chǎn)生氣體傳感器的靈敏度降低等劣化的氣體檢測(cè)方法。

在專利文獻(xiàn)3中公開有能夠準(zhǔn)確地探測(cè)交叉泄漏的產(chǎn)生的燃料電池的異常探測(cè)裝置。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-196905號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2004-020330號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2006-253096號(hào)公報(bào)

期望確立適當(dāng)?shù)靥綔y(cè)包含氫的燃料氣體透過電解質(zhì)膜的所謂的交叉泄漏的燃料電池系統(tǒng)的技術(shù)。