[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

在日本JP2004-172028A中，作为以往的燃料电池系统，公开了一种将怠速停止过程中的燃料电池堆的输出电压维持为高电位的燃料电池系统。

发明内容

然而，已知若将怠速停止过程中的燃料电池堆的输出电压维持为高电位，则会产生在从怠速停止恢复时输出电压过渡性地降低的问题。

本发明是着眼于这种问题而完成的，其目的在于抑制输出电压在从怠速停止恢复时降低。

用于解决问题的方案

根据本发明的某个方式，提供一种将负极气体和正极气体供给到燃料电池来使该燃料电池发电的燃料电池系统。燃料电池系统具备：怠速停止部，其根据燃料电池系统的运转状态来停止从燃料电池取出电流；以及怠速停止恢复部，其根据燃料电池系统的运转状态来再开始从燃料电池取出电流。怠速停止恢复部基于从怠速停止恢复前的燃料电池的输出电压对怠速停止恢复后从燃料电池取出的电流进行限制。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的燃料电池系统的概要图。

图2是示出怠速停止过程中的燃料电池堆内的正极侧的氧浓度与电池电压之间的关系的图。

图3是根据即将恢复前的燃料电池堆的输出电压对在从怠速停止恢复时从燃料电池堆取出规定的电力时的输出电压的下降程度进行比较的图。

图4是说明本发明的第一实施方式的怠速停止控制的流程图。

图5是说明本发明的第一实施方式的IS处理的流程图。

图6是说明本发明的第一实施方式的IS恢复处理的流程图。

图7是基于燃料电池堆的输出电压来计算最大可取出电流的图表。

图8是说明本发明的第二实施方式的IS恢复处理的流程图。

图9是表示从怠速停止恢复后的过渡时的电流取出分布的图。

图10是说明本发明的第三实施方式的IS处理的流程图。

图11是说明本发明的第三实施方式的IS恢复处理的流程图。

图12是基于IS时间来估计燃料电池堆的输出电压的图表。

图13是示出燃料电池的电解质膜的温度与怠速停止过程中的输出电压的下降速度之间的关系的图。

图14是说明本发明的第四实施方式的IS恢复处理的流程图。

图15是示出燃料电池的电解质膜的含水率与怠速停止过程中的输出电压的下降速度之间的关系的图。

图16是说明本发明的第五实施方式的IS恢复处理的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图等来说明本发明的各实施方式。

(第一实施方式)

燃料电池通过用负极(anode)电极(燃料极)和正极(cathode)电极(氧化剂极)将电解质膜夹在中间并向负极电极供给含氢的负极气体(燃料气体)、向正极电极供给含氧的正极气体(氧化剂气体)来进行发电。在负极电极和正极电极这两个电极处进行的电极反应如下。

负极电极：2H2→4H++4e-…(1)

正极电极：4H+4e-+O2→2H2O…(2)

通过该(1)、(2)的电极反应，燃料电池产生1伏特左右的电动势。

在将这种燃料电池用作汽车用动力源的情况下，由于要求的电力大，因此作为将数百块的燃料电池层叠所得的燃料电池堆来进行使用。然后，构成向燃料电池堆供给负极气体和正极气体的燃料电池系统，取出用于驱动车辆的电力。

图1是本实施方式的燃料电池系统100的概要图。

燃料电池系统100具备燃料电池堆1、负极气体供排装置2、正极气体供排装置3、堆冷却装置4、电力系统5以及控制器6。

燃料电池堆1是层叠数百块燃料电池而得到的，接受负极气体和正极气体的供给，来发出驱动车辆所需的电力。燃料电池堆1具备负极电极侧输出端子11和正极电极侧输出端子12作为取出电力的端子。

负极气体供排装置2具备高压罐21、负极气体供给通路22、负极压力调节阀23、负极气体排出通路24、负极气体回流通路25、再循环压缩机26以及排出阀27。

高压罐21将要向燃料电池堆1供给的负极气体保持为高压状态来贮存。

负极气体供给通路22是流通向燃料电池堆1供给的负极气体的通路，一端连接于高压罐21，另一端连接于燃料电池堆1的负极气体入口孔。