[发明专利]燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池系统，其包含燃料电池和向燃料电池供 给燃料气体和氧化气体的气体供给单元，特别是涉及防止该系统内的 冻结。

背景技术

燃料电池是使燃料气体和氧化气体电化学反应而进行发电的装 置。公知一种燃料电池系统，其在该燃料电池中包含有供给燃料气体、 氧化气体的气体供给单元。该燃料电池系统作为燃料气体的气体供给 单元具有从燃料气体源向燃料电池供给燃料气体的供给管路。并且， 燃料电池系统管路具有使从燃料电池排出的排出燃料气体返回该供给 管路中的循环管路。在排出燃料气体中包含由电化学反应生成的水和 不进行电化学反应地从燃料电池排出的燃料气体。使包含在排出燃料 气体中的燃料气体经由循环管路及供给管路再次送到燃料电池，从而 提高燃料电池系统的发电效率。

在这样的燃料电池系统中，燃料气体源内的燃料气体受到外部环 境的影响，该燃料气体的温度变为与外部的温度大致相同。并且，燃 料气体源内的燃料气体从高压状态减压并送出到供给管路，因此流过 供给管路的燃料气体的温度比外部的温度低。在外部的温度在摄氏0 ℃附近的情况下，在供给管路中流过比外部的温度低的温度、即冰点 以下的燃料气体。通过该冰点以下的燃料气体，包含在从循环管路向 供给管路流动的排出燃料气体的水分被冷却。这样，存在该水分在供 给管路内冻结的问题。

在日本特开2005-332676号公报中，公示了一种燃料电池系统， 其将更多的由电化学反应生成的热供给到供给管路，从而防止供给管 路内的冻结。在该燃料电池系统的循环管路中设有气液分离器，其从 排出燃料分离包含在其中的水分并放出到外部。当气液分离器使包含 在排出燃料气体中的水分放出到外部时，由电化学反应生成的热也同 时放出到外部。在担心在供给管路内冻结的情况下，日本特开 2005-332676号公报的燃料电池系统进行控制以使气液分离器不会将 包含在排出燃料气体中的水分放出到外部，而送到供给管路，使由电 化学反应产生的热量增大。通过将更多的由电化学反应产生的热供给 到供给管路内，能够充分地预热来自燃料气体源的燃料气体，可防止 供给管路内的冻结。

然而，在日本特开2005-332676号公报中的燃料电池系统在由电 化学反应产生的热量较少的情况下，不能充分加温从燃料气体源流入 的燃料气体。相反地，由该燃料气体，包含在排出燃料气体中的水分 被充分地冷却，存在在供给管路内冻结的可能性。

发明内容

本发明是一种燃料电池系统，其特征在于，具有：供给管路，从 燃料气体源向燃料电池供给燃料气体；循环管路，使从燃料电池排出 的排出燃料气体返回到上述供给管路，并使该排出燃料气体循环到燃 料电池；温度检测单元，检测流过上述供给管路的燃料气体的温度； 和流量控制单元，基于由上述温度检测单元检测出的检测温度，使排 出燃料气体的至少一部分放出到上述燃料电池系统的外部，并控制返 回到上述供给管路的排出燃料气体的流量，在上述检测温度为规定值 以下时，上述流量控制单元进行控制以使排出燃料气体的流量比超过 该规定值时减少。

附图说明

图1是表示本实施方式的燃料电池系统的概略构成的图。

图2是表示本实施方式的控制装置的防止冻结的控制动作的例子 的流程图。

图3是表示本实施方式的控制装置的其他的防止冻结的控制动作 的例子的流程图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的燃料电池系统的实施方式进行说明。 图1是表示本实施方式的燃料电池系统10的概略构成的图。燃料电池 系统10具有使燃料气体和氧化气体电化学反应而进行发电的燃料电池 12。

在燃料电池12上连接有向燃料电池12的燃料极(未图示)供给 燃料气体的燃料气体供给管路16和向燃料电池12的空气极(未图示) 供给氧化气体的氧化气体供给管路22。

另外，在燃料电池12上连接有使从燃料极排出的排出燃料气体返 回到燃料气体供给管路16并使该排出燃料气体循环至燃料电池12的 循环管路18和使从空气极排出的排出氧化气体放出到外部的放出管路 38。