[发明专利]燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及具备燃料电池和水循环路径的燃料电池系统，特别涉及燃料电池系统在异常停止时的冻结抑制手段。

背景技术

燃料电池系统一般具备使燃料气体与氧化剂气体发生化学反应而发电的燃料电池、以及冷却伴随于发电而发热的燃料电池的冷却水路径，并且被构成为通过根据发电量来调整冷却的程度来控制燃料电池的温度。

如果像这样的燃料电池系统在室外不运转一定时间以上而放置，那么随着大气温度的降低，冷却水路径内的水会发生冻结。其结果可以设想在下一次启动时不能够进行燃料电池的温度控制以至于变得不可能进行发电等。

因此，已知有如下燃料电池系统，其为了抑制冷却水的冻结，而具备例如直接或者间接地检测大气温度的大气温度检测机构、和检测冷却水的水温的水温检测机构；并且根据由大气温度检测机构检测到的大气温度以及由水温检测机构检测到的水温来执行冻结抑制运转(例如参照专利文献1)。

图15是表示专利文献1所述的现有的燃料电池系统的构成的框图。

如图15所示，这个现有的燃料电池系统具备：使用燃料气体和氧化剂气体来发电的燃料电池36、用于冷却燃料电池36的冷却水所流通的冷却水路径37、从在冷却水路径37中流通的冷却水中回收热的蓄热水所流通的蓄热水路径38、储存从冷却水中回收热并成为温水的蓄热水的蓄热水储罐39、用于在冷却水路径37内的冷却水与蓄热水路径38内的蓄热水之间进行热交换的热交换器40、使冷却水路径37内的水进行循环的冷却水循环器41、加热冷却水路径37的加热器42、使蓄热水路径38内的水进行循环的蓄热水循环器43、检测大气温度的大气温度检测机构44、检测冷却水的温度的冷却水温检测机构45、检测蓄热水的温度的蓄热水温检测机构46、以及控制器47。

控制器47在根据由大气温度检测机构44检测到的大气温度、由冷却水温度检测机构45检测到的冷却水温度、以及由蓄热水温度检测机构46检测到的蓄热水温度，判断出冷却水路径37以及蓄热水路径38内的水恐怕会发生冻结的时候，执行由冷却水循环器41进行的冷却水的循环、由蓄热水循环器43进行的蓄热水的循环、以及由加热器42进行的加热，来作为冻结抑制运转。由此，就能够抑制冷却水以及蓄热水的冻结。

另外，如果由于某些原因而对燃料电池系统实施异常停止，那么控制器47根据该异常原因，来判断是否分别对于冷却水路径37以及蓄热水路径38执行冻结抑制运转。

例如，在由于冷却水路径37中的水发生泄漏而对燃料电池系统实施异常停止的情况下，如果执行作为冻结抑制运转的由冷却水循环器41进行的冷却水的循环，那么因为冷却水循环器41会发生空运转，所以控制器47不执行冷却水的循环。另外，在此情况下，如果执行作为冻结抑制运转的由加热器42进行的加热，那么将会变成在作为加热对象的冷却水不存在于冷却水路径37内的状态下进行加热，且恐怕加热器42的周边会被过度加热，所以控制器47不执行由加热器42进行的加热。另外，在由于蓄热水路径38中的水发生泄漏而对燃料电池系统实施以上所述停止的情况下，如果执行由蓄热水循环器43进行的蓄热水的循环，那么蓄热水循环器43会发生空运转，所以控制器47不执行蓄热水循环。由此，就能够抑制作为执行冻结抑制运转的要素的冷却水循环器41、蓄热水循环器43以及加热器42发生损伤。

在此，关于在冷却水路径37中发生水泄漏的情况，例如可以如下所述进行检测。

在燃料电池36的发电过程中，如果从冷却水路径37中发生水泄漏，那么燃料电池36的温度会过度上升。因此，通过检测该燃料电池36的温度的过度上升，能够检测到冷却水路径37中的漏水。另外，在具备检测冷却水的燃料电池36入口侧的水温的第1冷却水温度检测机构48和检测燃料电池36出口侧的水温的第2冷却水温度检测机构49作为冷却水温度检测机构45的情况下，如果在燃料电池36的发电过程中从蓄热水路径38发生水泄漏，那么热交换器40的热交换功能降低，并且第1冷却水温度检测机构48所检测到的冷却水温度与第2冷却水温度检测机构49所检测到的冷却水温度相接近。所以，通过检测上述两者所检测到的冷却水温度的相接近程度，从而就能够检测来自于蓄热水路径38的漏水。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-294186号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题