[发明专利]燃料电池系统

权利要求书

1.一种燃料电池系统，使含氢的燃料气体为了燃料电池中的电化学反应而供给到燃料电池的阳极电极侧，且具有循环路径以使来自该燃料电池的阳极废气的一部分或全部可再次为了该电化学反应而循环到该燃料电池的阳极电极侧，该燃料电池系统具有：

电化学单元，具有隔着电解质膜设置的入口电极及出口电极，连接于上述循环路径以使从上述燃料电池排出的阳极废气的一部分或全部相对于上述入口电极供给，且电流在该入口电极和出口电极之间流动，从而使该阳极废气中含有的氢选择性地透过至该出口电极，并且该电化学单元连接成可使该透过的氢供给到该燃料电池的阳极电极侧；

电流控制部，控制上述电化学单元中在上述入口电极和上述出口电极之间流动的电流；

排出部，设置在上述电化学单元的入口电极侧，至少将该入口电极内的阳极废气排出到系统外；以及

排出控制部，根据规定排出基准控制该排出部排出阳极废气的排出时刻，所述规定排出基准由上述电化学单元中的氢透过所消耗的电力与由上述排出部排出的阳极废气中的氢残留浓度之间的相关决定。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，

上述排出控制部，在从上述排出部完成阳极废气排出的最近的规定完成时刻起的时间经过中在上述电化学单元的入口电极和出口电极之间施加的施加电压的累计值的时间平均超过与上述规定排出基准对应的第一基准电压值时，执行该排出部对阳极废气的排出。

3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中，

上述排出控制部进一步在上述电化学单元的入口电极和出口电极之间所施加的施加电压值超过第二基准电压值时，执行上述排出部对阳极废气的排出，上述第二基准电压值根据上述电化学单元的入口电极的缺氢状态引起的对该电化学单元的负荷来决定。

4.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其中，

上述第二基准电压值是在上述电化学单元的入口电极上因缺氢状态而产生水电解的电压值。

5.根据权利要求2至4的任意一项所述的燃料电池系统，其中，

上述电流控制部调整上述入口电极和上述出口电极之间的施加电压来控制两电极间的电流，且在根据上述电化学单元的入口电极和出口电极之间施加的施加电压而由上述排出控制部执行阳极废气的排出前，使该两电极间的施加电压的时间变化率缓和。

6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其中，

上述电流控制部通过至少进行以下任意一种处理来执行该两电极间的施加电压的时间变化率的缓和：使上述入口电极和上述出口电极之间的电流值比进行该两电极间的施加电压的时间变化率的缓和前的电流值降低；或使该两电极间的电流值暂时为零。

7.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其中，

上述电流控制部在与上述电化学单元的入口电极和出口电极之间所施加的施加电压相关的规定电压超过第三基准电压时，执行该两电极间的施加电压的时间变化率的缓和，上述第三基准电压设定得比由上述排出部执行阳极废气的排出时的基准电压值低。

8.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其中，

上述电流控制部在与上述电化学单元的入口电极和出口电极之间所施加的施加电压的时间变化率相关的规定电压变化率超过基准变化率时，执行该两电极间的施加电压的时间变化率的缓和，上述基准变化率根据由上述排出部排出的阳极废气中的氢残留浓度决定。

9.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其中，

上述电流控制部在从最近由上述排出部完成阳极废气排出的规定完成时刻起的时间经过中的、上述电化学单元的入口电极和出口电极之间的累计电流值超过基准累计电流值时，执行该两电极间的施加电压的时间变化率的缓和，上述基准累计电流值根据由上述排出部排出的阳极废气中的氢残留浓度决定。

10.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其中，

上述电流控制部在上述电化学单元的入口电极和出口电极之间所施加的施加电压的时间变化率属于与该两电极间的施加电压的时间变化率相关的控制映射中的规定区域时，执行该两电极间的施加电压的时间变化率的缓和，上述控制映射中的规定区域根据由上述排出部排出的阳极废气中的氢残留浓度决定。