[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。

背景技术

以往，提出并实用了具有接收反应气体(燃料气体及氧化气体) 的供给而进行发电的燃料电池的燃料电池系统。在该燃料电池系统中， 一般设有用于使从氢罐等的燃料供给源供给的燃料气体向燃料电池流 动的燃料供给流路，在燃料供给流路上设有将来自燃料供给源的燃料 气体的供给压力降低到一定的值的调压阀(调节器)。

现在，提出了通过在燃料供给流路上设置改变燃料气体的供给压 力的开关阀，从而根据系统的运转状态来改变燃料气体的供给压力的 技术方案。另外，近年，提出了在开关阀的上游侧配置压力传感器， 基于由该压力传感器检测的检测值来控制开关阀的技术(例如，参照 日本特开2005-302563号公报)。如果采用专利文献1记载的技术，则 可进行开关阀的故障判断。

发明内容

但是，即使采用日本特开2005-302563号公报所述的技术，在由 断路、短路等引起压力传感器陷入异常状态的情况下，不仅不能进行 开关阀的故障判断，而且也不能正常控制开关阀。如果产生该情况， 担心由开关阀的误动作引起向燃料电池的燃料气体的供给量急速增加 或急速减少，妨碍正常的发电。

本发明鉴于该情况，提供一种燃料电池系统，具有改变向燃料电 池供给燃料气体的状态的开关阀；和检测用于控制该开关阀的气体状 态的传感器，其目的在于抑制由传感器异常引起的燃料电池的发电异 常。

为了达成上述目的，本发明的燃料电池系统具有：燃料电池；用 于使从燃料供给源供给的燃料气体向燃料电池流动的燃料供给流路； 调整该燃料供给流路的上游侧的气体状态而向下游侧供给的开关阀； 对燃料供给流路的气体状态进行检测的传感器；和基于由该传感器检 测的检测值来控制开关阀的控制单元，控制单元在传感器陷入异常状 态的情况下停止开关阀的开关动作。

如果采用该构成，能够抑制由传感器异常引起的开关阀的误动作 而造成的向燃料电池供给燃料气体的状态异常。因此，能够抑制燃料 电池的发电状态异常，并能够避免向燃料电池的燃料供给量的急速增 加而引起燃料电池内部的构成部件恶化的情况。所谓“气体状态”是 指由流量、压力、温度、摩尔浓度等表示的气体的状态，特别是包含 气体流量及气体压力中的至少一个。

在上述燃料电池系统中，能够采用如下控制单元：在由传感器检 测的检测值低于规定的下限值或超过规定的上限值的情况(或由传感 器检测的检测值低于规定的下限值或超过规定的上限值且该状态持续 了规定时间的情况)下，判断传感器陷入异常状态。

另外，在上述燃料电池系统中，在开关阀的上游侧具有对从燃料 供给源供给的燃料气体进行截止的截止阀，能够采用在传感器陷入异 常状态的情况下关闭截止阀的控制单元。

如果采用该构成，则能够伴随着传感器异常，关闭开关阀上游侧 的截止阀，因此能够抑制开关阀上游侧的燃料气体的压力过度上升， 可抑制开关阀的故障。

另外，在上述燃料电池系统中，优选采用如下控制单元：在传感 器从异常状态恢复到正常状态的情况下，使开关阀的开关动作重新开 始。

如果采用该构成，则能够在传感器从异常状态恢复到正常状态的 情况下，使开关阀的开关动作自动地重新开始，从而重新开始向燃料 电池的燃料供给。因此，在传感器从异常状态恢复到正常状态的情况 下，能够自动地重新开始燃料电池的发电。

另外，在上述燃料电池系统中，能够采用如下控制单元：在由被 判断为异常的传感器检测的检测值为规定的下限值以上、规定的上限 值以下的情况(或在由判断为处于异常的传感器检测的检测值为规定 的下限值以上规定的上限值以下且该状态持续了规定时间的情况)下， 判断传感器从异常状态恢复到正常状态。

另外，在上述燃料电池系统中，采用喷射器作为开关阀，并且采 用对喷射器的下游侧的燃料气体的压力进行检测的压力传感器作为传 感器。

所谓喷射器是电磁驱动式的开关阀，其可通过利用电磁驱动力直 接以规定的驱动周期驱动阀芯远离阀座来调整气体状态(气体流量、 气体压力)。规定的控制部驱动喷射器的阀芯来控制燃料气体的喷射 时期、喷射时间，可控制燃料气体的流量、压力。