[发明专利]燃料气体供给装置及其控制方法有效

专利信息
申请号: 200680029162.1 申请日: 2006-08-10
公开(公告)号: CN101238607A 公开(公告)日: 2008-08-06
发明(设计)人: 片野刚司 申请(专利权)人: 丰田自动车株式会社
主分类号: H01M8/04 分类号: H01M8/04
代理公司: 中原信达知识产权代理有限责任公司 代理人: 陆锦华;黄启行
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 燃料 气体 供给 装置 及其 控制 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及燃料电池系统,特别是,涉及将燃料气体供给燃料电池的燃料气体供给装置的技术。

背景技术

燃料电池系统具有燃料电池组、将燃料气体供给燃料电池组的燃料气体供给系统、和将氧化气体供给燃料电池组的氧化气体供给系统。燃料气体供给系统具有例如以高压储存燃料气体的罐、及连接该罐与燃料电池组的燃料气体通路。而且,燃料气体供给系统通常具有设置在燃料气体通路上游侧的第一减压阀和设置在下游侧的第二减压阀。另外,各减压阀具有将其下游侧的压力调整到目标压力的功能。

可是,在燃料电池组消耗的燃料气体量急剧减少的情况下,通常,下游侧的第二减压阀先关闭,上游侧的第一减压阀之后关闭。也就是说,当燃料电池组消耗的燃料气体量急剧减少时,第二减压阀下游侧的压力上升,结果,第二减压阀关闭。而且,当第二减压阀开始关闭时,第一减压阀下游侧的压力上升,结果,第一减压阀关闭。在如上所述地将第二减压阀设定到先关闭状态、将第一减压阀设定到后关闭状态的情况下,两个减压阀之间的压力会过度上升。因此,在现有技术中,存在两个减压阀或两个减压阀之间的通路破损的担忧,有必要使这些部位的耐压性提高。

发明内容

本发明就是为了解决现有技术的上述问题而提出的,其目的在于抑制燃料电池消耗的燃料气体的消耗量减少时、两个减压阀之间的压力过度上升。

为了解决上述问题的至少一部分,本发明的第一装置为一种将燃料气体供给燃料电池的燃料气体供给装置,其特征在于,具有:供给上述燃料电池的燃料气体通过的气体通路;设置在上述气体通路中的第一减压阀;设置在上述气体通路中并配置在上述第一减压阀下游侧的第二减压阀;设定部,其将上述第二减压阀下游侧的目标压力的值设定为与上述燃料电池消耗的燃料气体的消耗量对应的值;及变更部,其在上述燃料电池消耗的燃料气体的量减少规定量以上时,将上述第二减压阀的目标压力的值变更为比上述设定部设定的、与上述燃料电池消耗的燃料气体的减少后的消耗量对应的值大的值。

在该装置中,由于当燃料气体的消耗量减少规定量以上时,将第二减压阀的目标压力的值设定为比与减少后的消耗量对应的值大的值,所以可以将第二减压阀设定为有效的开度。结果,由于两个减压阀之间的燃料气体经第二减压阀流出到下游侧的燃料电池,所以能抑制两个减压阀间的压力的过度上升。

在上述装置中,优选的是,还具有用于检测上述第一减压阀与上述第二减压阀之间的压力的压力传感器,在上述变更部将上述第二减压阀的目标压力的值变更为比上述设定部设定的、与上述燃料电池消耗的燃料气体的减少后的消耗量对应的值大的值之后,如果上述压力传感器检测出的值为第一阈值以上,则上述变更部进一步增大上述第二减压阀的目标压力的值。

这样,能可靠地抑制两个减压阀间的压力的过度上升。

在上述装置中,优选的是,还具有用于检测上述第一减压阀与上述第二减压阀之间的压力的压力传感器,在上述变更部将上述第二减压阀的目标压力的值变更为比上述设定部设定的、与上述燃料电池消耗的燃料气体的减少后的消耗量对应的值大的值之后,如果上述压力传感器检测出的值为第二阈值以下,则上述变更部减小上述第二减压阀的目标压力的值。

这样,在抑制两个减压阀间的压力的过度上升后,两个减压阀间的燃料气体不会经第二减压阀流出到下游侧的燃料电池,因此能有效地利用燃料气体。

在上述装置中,优选的是,被上述变更部变更到比上述设定部设定的、与上述燃料电池消耗的燃料气体的减少后的消耗量对应的值大的值时,其变更后的值设定成使得有效量的燃料气体流入所述燃料电池,其中,所述有效量为经由所述燃料电池的电解质膜从阳极侧透到阴极侧的燃料气体的漏出量以下。

这样,即使两个减压阀间的燃料气体流入下游侧的燃料电池,燃料电池内部的燃料气体量也不会增大,所以能抑制燃料电池内部的压力变高而使燃料电池破损的情况。

本发明的第二装置为一种将燃料气体供给燃料电池的燃料气体供给装置,其特征在于,具有:供给上述燃料电池的燃料气体通过的气体通路;设置在上述气体通路中的第一减压阀;设置在上述气体通路中并配置在上述第一减压阀下游侧的第二减压阀;及流通路,其用于在上述第二减压阀被最大程度节流的状态下,使上述第二减压阀上游侧的燃料气体流到上述第二减压阀的下游侧。

在该装置中,在燃料气体的消耗量减少、两个减压阀被设定到最大程度节流的状态的情况下,两个减压阀间的燃料气体也会经流通路流出到下游侧的燃料电池,所以能抑制两个减压阀间的压力的过度上升。

在上述装置中,上述流通路可以设置在上述第二减压阀的内部。

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