[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，尤其涉及利用在流体流路中流动 的流体的压力而对阀进行开闭驱动的技术。

背景技术

公知有使用氢等燃料气体与空气等氧化气体发电的燃料电池系 统。燃料电池系统例如搭载在车辆等上，用作车辆行驶用电动机的电 源。当然，燃料电池系统还可以用在除车辆之外的情况。

燃料电池系统包括：燃料电池，使燃料气体与氧化气体反应而发 电；和流体流路，向该燃料电池提供燃料气体和氧化气体即反应气体， 从燃料电池排出反应后的气体及生成水等。

在这种燃料电池系统中，提出了与设置在流体流路上的阀(Valve) 相关的各种技术。

例如，在专利文献1(日本特开2004-006166号公报)中公开了如 下技术：在反应气体的提供线路与排出线路上分别设置开闭阀，当燃 料电池停止发电运转时关闭开闭阀，从而密封燃料电池内部的反应气 体空间。

并且，在专利文献2(日本特开2000-003717号公报)中公开了如 下技术：提供来自空气压缩机的空气，对空气先导阀进行控制，由此 对提供给燃料电池的气体等进行隔断控制。

发明内容

如上所述，在专利文献1中，记载了在燃料电池停止发电运转时 通过关闭开闭阀而密封燃料电池内部的反应气体空间的技术。但是， 例如使用电磁阀作为该开闭阀时，若是常开电磁阀，则为了在燃料电 池停止发电时关闭电磁阀，有必要在电磁阀上继续施加控制电压，另 外若是常闭电磁阀，则为了在燃料电池发电时打开电磁阀，有必要在 电磁阀上继续施加控制电压，由于诸如此类的原故，而不能忽视耗电 方面的问题。

并且，在专利文献2中，记载了将根据空气压力驱动的气动阀用 于燃料电池系统的技术。但是，专利文献2没有提供用于对驱动气动 阀的空气压力进行控制的具体技术。

在这种背景下，本申请的发明人们对燃料电池系统的流体流路上 设置的阀的开闭状态控制进行了长期研发。尤其对利用在流体流路中 流动的流体的压力来驱动阀的开闭的技术进行了长期研发。

本发明是在上述研发的过程中完成，其目的在于提供一种控制用 于对阀进行驱动的流体压力的技术。

为了实现上述目的，作为本发明优选方式的燃料电池系统，其特 征在于，包括：燃料电池；与燃料电池连接的流体流路；和设置在流 体流路上的流体控制阀，所述流体控制阀为利用在流体流路中流动的 流体的压力进行开闭驱动的阀，根据为了驱动所述流体控制阀而所需 的驱动所需压力，调整在流体流路中流动的流体的压力。

根据上述结构，由于能够通过调整在流体流路中流动的流体的压 力而对流体控制阀进行开闭驱动，因此与例如使用电磁阀作为流体控 制阀的情况相比，能够降低用于流体控制阀的开闭驱动的耗电。并且， 由于根据流体控制阀的驱动所需压力调整流体的压力，因此与例如根 据燃料电池的要求而调整流体压力的情况相比，提高了流体控制阀的 驱动的响应性及可靠性等。

在优选的方式中，上述燃料电池系统的特征在于，在所述流体控 制阀开阀时，根据与所述燃料电池内的压力对应的驱动所需压力，调 整在流体流路中流动的流体的压力。由此，例如即使在燃料电池内的 负压的大小产生偏差的情况下，由于对应于负压的偏差而调整在流体 流路中流动的流体的压力，因此也提高了流体控制阀的开阀动作的稳 定性等。例如，能够减小流体控制阀的开阀所需的时间的偏差。

在优选的方式中，上述燃料电池系统的特征在于，根据所述燃料 电池所需要的电池所需压力与所述驱动所需压力，调整在流体流路中 流动的流体的压力，在驱动所述流体控制阀时，与电池所需压力相比， 优先根据驱动所需压力调整在流体流路中流动的流体的压力。由此， 例如在燃料电池的发电运转中，流体的压力调整为适合燃料电池发电 运转的压力，在驱动流体控制阀时，流体的压力调整为适合驱动流体 控制阀的压力。

在优选的方式中，上述燃料电池系统的特征在于，在所述燃料电 池开始扫气时，与所述电池所需压力相比，优先根据所述驱动所需压 力调整在流体流路中流动的流体的压力，所述流体控制阀切换为适合 扫气的开闭状态。

在优选的方式中，上述燃料电池系统的特征在于，在所述流体控 制阀切换为适合扫气的开闭状态之后，该流体控制阀的压力室被密封， 以便通过该压力室内的压力，维持该流体控制阀的开闭状态。