[发明专利]燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池系统，更具体涉及适合于在机动车辆上安装和 使用的燃料电池系统。

背景技术

具有覆盖燃料电池堆的隔热构件的燃料电池系统是已知的，如在 JP-A-2004-87344中所公开的。在利用燃料电池系统提供联合发电系统 的情况下，利用在发电期间由燃料电池所产生的热作为能量在效率方面 是有利的。因此，在这种情况下，重要的是尽可能多地减少燃料电池所 产生的热的损失。

在如上所述的现有技术的系统中，利用隔热构件覆盖燃料电池堆， 使得减少由燃料电池堆散逸到大气中的热量，由此可以减少整个系统的 热损失。利用这种布置，所述系统能够提供高效运行的发电系统。作为 现有技术的另一个例子，JP-A-2004-146337公开了可以在中等温度范围 内运行的燃料电池。

用隔热构件覆盖燃料电池堆的上述布置除了提供有效的发电系统 之外具有下列优点。具体地，利用隔热构件使得能够在燃料电池停止运 行之后将燃料电池堆维持在足够高的温度下。通常，当燃料电池达到适 当的运行温度时，它们提供足够的发电性能。因此，如果在燃料电池停 止运行之后可以将它们的温度维持在足够高的水平上，则燃料电池能够 在其重新启动时在短时间内提供足够的发电性能。在这点上，在 JP-A-2004-87344中所公开的燃料电池系统具有如下优点：确保在燃料 电池重新启动时该燃料电池高效地运行。

但是，在例如安装于车辆上的燃料电池系统中，可能期望或必须在 该系统停止之后在短时间内降低燃料电池的温度。更具体地，例如，在 预期车辆长时间停驶的情况下，期望在较早的时间降低燃料电池的温 度，以抑制或阻止燃料电池以及周围元件与老化相关的劣化。例如在对 燃料电池进行维护的情况下，如果燃料电池可以快速冷却也是方便或有 利的。

如在JP-A-2004-87344中公开的系统配置为通过防止热从燃料电池 组散逸将燃料电池组的温度维持在足够高的温度下。因此，已知的系统 不能够满足上述要求或需要，即燃料电池快速冷却的需要。

发明内容

本发明提供一种可以根据需要在下列两种状态之间切换的燃料电 池系统：适合于将燃料电池有效地维持在高温下的情况的状态、和适合 于有效冷却燃料电池的情况的状态。

根据本发明的第一方面，提供一种燃料电池系统，其特征在于包括： 燃料电池堆，所述燃料电池堆包括堆叠在一起的多个燃料电池；第一传热 层，所述第一传热层覆盖所述燃料电池堆的侧面；和第二传热层，所述第 二传热层设置在所述第一传热层外部并且具有低于所述第一传热层的热 导率。在该燃料电池系统中，当所述燃料电池堆达到正常运行温度时所 述第二传热层紧密接触所述第一传热层，和在所述燃料电池堆的温度从 正常运行温度降低到环境温度的期间在所述第二传热层与所述第一传 热层之间形成间隙。

在本发明第一方面的第一实施方案中，所述燃料电池系统还可以包括 外壳，在所述外壳中容纳所述燃料电池堆、所述第一传热层和所述第二传 热层，所述第二传热层可以固定于所述外壳，使得当所述燃料电池堆达 到正常运行温度时所述第二传热层紧密接触所述第一传热层。

在本发明第一方面的第二实施方案中，所述第一传热层可以具有围绕 其外周形成的多个凹陷，所述第二传热层可以设置在每个所述凹陷中，使 得当所述燃料电池堆达到正常运行温度时所述第二传热层紧密接触每个 所述凹陷的内壁。

在本发明第一方面的第三实施方案中，所述第一传热层和所述第二传 热层可以具有不同的热膨胀特性。

在如上所述的第三实施方案中，所述第一传热层的热膨胀系数可以小 于所述第二传热层的热膨胀系数。