[发明专利]燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及在向燃料电池供给空气的流路中设置的阀的控制技术。

背景技术

燃料电池系统存在如下问题：在系统停止中，当空气向燃料电池的阴极侧流入时，催化剂氧化而可能发生老化。关于这种问题，例如，在专利文献1记载的技术中，在系统停止时，通过关闭空气入口截止阀和空气出口截止阀，来抑制系统停止中的空气向燃料电池内的流入。

在这种燃料电池系统中，若在系统停止时将空气入口截止阀和空气出口截止阀关闭，则之后，由于残留在燃料电池内的氧与氢的反应，而有时阴极侧的压力会下降而成为负压。因此，作为用于将空气截止的截止阀，需要使用无论系统停止中的阴极侧的压力状态为正压还是负压，都能够维持闭状态的阀。因此，在专利文献1中，作为截止阀，采用具有隔膜和多个流出流入口的比较复杂的结构的阀。然而，这样的复杂结构的截止阀有时会成为妨碍燃料电池系统的小型化和低成本化的主要原因。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-243762号公报

专利文献2：日本特开2008-10198号公报

发明内容

考虑这种问题，本发明要解决的课题是，提供一种能够使用低成本的阀来抑制燃料电池系统停止中的空气向燃料电池内的流入的技术。

本发明为了解决上述的课题的至少一部分而作出，能够作为以下的方式或适用例来实现。

[适用例1]一种燃料电池系统，具备：燃料电池；空气供给流路，向所述燃料电池供给空气；簧片阀，设置在所述空气供给流路，在空气朝向所述燃料电池流动时打开；空气排出流路，供从所述燃料电池排出的空气流动；调压阀，设置在所述空气排出流路，调整向所述燃料电池供给的空气的背压；旁通流路，将比所述簧片阀靠上游侧的所述空气供给流路和所述空气排出流路连接；旁通阀，设置在所述旁通流路，进行该旁通流路的开闭；及控制部，在所述燃料电池系统停止时，执行升压处理和闭阀处理，所述升压处理是如下处理：在使所述旁通阀关闭的状态下，通过所述空气供给流路向所述燃料电池供给空气并使所述调压阀节流，来提高比该调压阀靠上游侧的空气的压力，所述闭阀处理是如下处理：在所述升压处理后，通过打开所述旁通阀，使所述簧片阀附近的空气的流动倒流而使所述簧片阀关闭。

在这种结构的燃料电池系统中，在燃料电池系统停止时，在使旁通阀关闭的状态下，向燃料电池供给空气并使调压阀节流，由此来提高比该调压阀靠上游侧的空气的压力。并且，之后，打开旁通阀而使簧片阀周围的空气的流动倒流，因此能够使簧片阀可靠地关闭。因此，能够采用低成本的簧片阀并抑制燃料电池系统的停止中的空气向燃料电池内的流入。

[适用例2]在适用例1记载的燃料电池系统中，还具备对向所述燃料电池供给的氢的压力进行调整的氢压力调整部，所述控制部与所述升压处理时的所述空气的压力的上升对应地控制所述氢压力调整部，提高向所述燃料电池供给的氢的压力。若为这种结构，则能够减少燃料电池内的极间差压，因此能够减轻施加给电解质膜及其周边的构件的物理性的负荷。

[适用例3]在适用例1或适用例2记载的燃料电池系统中，所述控制部使在所述升压处理时向所述燃料电池供给的空气的流量低于在所述燃料电池系统的动作中供给的流量。若为这种结构，则在升压处理时能够抑制燃料电池内的空气的压力急剧上升的情况。

[适用例4]在适用例1至适用例3中的任一项记载的燃料电池系统中，在所述空气供给流路和所述旁通流路的分支部，所述旁通流路的流路截面积大于所述空气供给流路的流路截面积。若为这种结构，则在使旁通阀打开时，空气容易从燃料电池侧朝向旁通流路流动。因此，能够使簧片阀更可靠地关闭。

[适用例5]在适用例1至适用例4中的任一项记载的燃料电池系统中，所述空气供给流路和所述旁通流路的分支部与所述簧片阀接近。通过这种结构，在使旁通阀打开时，空气也容易从燃料电池侧朝向旁通流路流动。因此，能够使簧片阀更可靠地关闭。

[适用例6]在适用例1至适用例5中的任一项记载的燃料电池系统中，所述旁通流路的入口与所述簧片阀的入口大致相对。通过这种结构，在使旁通阀打开时，空气也容易从燃料电池侧朝向旁通流路流动。因此，能够使簧片阀更可靠地关闭。

[适用例7]在适用例1至适用例6中的任一项记载的燃料电池系统中，在所述簧片阀与所述燃料电池之间设有流路截面积大于所述空气供给流路的缓冲罐。若为这种结构，在使旁通阀打开时，燃料电池侧的压力不易下降。因此，能够使簧片阀更可靠地关闭。