[发明专利]燃料电池系统和燃料电池系统的控制方法

说明书

本发明提供燃料电池系统及其控制方法，具备：燃料电池、阳极气体供给装置、压力传感器、排出阀、推断阳极气体浓度的推断部、和控制部。控制部进行第1和第2控制，第1控制在推断出的阳极气体浓度为第1浓度以下的第1开阀条件成立的情况下打开排出阀，在推断出的阳极气体浓度为比第1浓度高的第2浓度以上的第1闭阀条件成立的情况下关闭排出阀，第2控制在目标压力值与压力传感器的值的偏差为预先决定的阈值以上且继续了预先决定的期间的情况下关闭排出阀，在推断出的阳极气体浓度为比第1浓度低的第3浓度以下、或对推断出的阳极气体浓度乘以预先决定的系数而将阳极气体浓度推断为高的值为第1浓度以下的第2开阀条件成立的情况下打开排出阀。

技术领域

本发明涉及燃料电池系统和燃料电池系统的控制方法。

背景技术

在专利文献1中，记载了一种燃料电池系统，具备：燃料电池、从高压罐供给的阳极气体的供给流路、设置于供给流路的喷射器、从燃料电池排出的阳极废气的排出流路、和设置于排出流路的排气排水阀。排气排水阀根据控制部的指令而动作，将水分与包含杂质的阳极废气向外部排出。

专利文献1：日本特开2008－16349号公报

在燃料电池系统中，要求进一步减少从排气排水阀排出的阳极气体的量的技术。

发明内容

本公开是为了解决上述的课题而完成的，能够作为以下的方式而实现。

(1)根据本公开的第1方式，提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备：燃料电池；阳极气体供给装置，其设置于对上述燃料电池供给阳极气体的供给流路；压力传感器，其测定上述阳极气体供给装置的下游的上述供给流路的压力值；排出阀，其设置于从上述燃料电池排出阳极废气的排出流路；推断部，其使用通过上述阳极气体供给装置供给阳极气体的阳极气体供给量、与利用上述排出阀的开阀时间求得的阳极废气的排出量，来推断上述阳极气体供给装置下游的上述供给流路的阳极气体浓度；以及控制部，其执行如下控制，即：使上述排出阀开闭；以及控制上述阳极气体供给装置，以使由上述压力传感器测定出的值成为目标压力值，上述控制部进行第1控制和第2控制，在上述第1控制中，上述控制部在由上述推断部推断出的阳极气体浓度成为第1浓度以下这样的第1开阀条件成立的情况下，打开上述排出阀，而在上述推断出的阳极气体浓度成为比上述第1浓度高的第2浓度以上这样的第1闭阀条件成立的情况下，关闭上述排出阀，在上述第2控制中，上述控制部在上述目标压力值与上述压力传感器的值的偏差成为预先决定的阈值以上并继续了预先决定的期间的情况下，关闭上述排出阀，而在上述推断出的阳极气体浓度成为比上述第1浓度低的第3浓度以下、或者将上述推断出的阳极气体浓度乘以预先决定的系数而将上述阳极气体浓度推断为高的值成为上述第1浓度以下这样的第2开阀条件成立的情况下，打开上述排出阀。

在偏差成为预先决定的阈值以上且继续了预先决定的期间的情况下，考虑为燃料电池呈被供给的阳极气体的量相对于发电所需的量不足的阳极气体缺乏状态。根据该方式，在成为阳极气体缺乏状态的情况下关闭排出阀，因此能够消除阳极气体缺乏状态。另外，阳极气体缺乏状态在从排出阀排出的气体相对于阳极气体的供给量较多的状态下可能产生。从排出阀排出的气体在推断出的阳极气体浓度成为比第1浓度的高第2浓度以上的条件难以成立的情况下，例如在燃料电池进行高负荷发电的情况下增多，在进行高负荷发电的情况下，考虑为从排出阀排出推断值以上的阻碍燃料电池的发电的杂质气体。因此，使阳极废气积存于燃料电池内的余力较大，因此在推断出的阳极气体浓度成为比第1浓度低的第3浓度以下的情况下，或者在将推断出的阳极气体浓度乘以预先决定的系数而将阳极气体浓度推断为高的值成为第1浓度以下的情况下打开排出阀，由此能够使从关闭排出阀至打开排出阀的期间比第1控制时间长。其结果是，能够减少从排出阀排出的阳极气体的量。