燃料电池系统技术方案

本公开涉及燃料电池系统。燃料电池系统(10)具备：气液分离器(60)，其从自燃料电池堆(12)排出的燃料排气分离水分；以及阀装置(72)，其设置于排出流路(70)，用于将由气液分离器(60)分离出的水排出。阀装置(72)具有将气液分离器(60)内的至少包含水的流体向阀主体(90)引导的流体导入部(92)，在流体导入部(92)的内孔(92a)配设有加热装置(116)。

Fuel cell system

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统
本公开涉及一种具备通过燃料气体与氧化剂气体之间的电化学反应来进行发电的燃料电池的燃料电池系统。
技术介绍
在日本专利第4654569号公报中，公开了在阀装置的轴以及密封部设置有PTC加热器的燃料电池系统，该阀装置设置于从燃料电池排出的包含水分的排气所流通的流路。在这样的燃料电池系统中，利用PTC加热器对轴以及密封部进行加热来使附着于轴以及密封部的水分蒸发，由此防止阀装置的冻结。
技术实现思路
但是，在上述的现有技术中，需要在阀装置的轴以及密封部设置PTC加热器，因此存在阀装置的结构变得复杂化的情况。另外，从PTC加热器产生的热容易从轴以及密封部经由阀装置的主体向外部排出。因此，不能有效地抑制阀装置的冻结，在阀装置冻结的情况下有可能无法迅速地解冻。本专利技术是考虑了这样的问题而完成的，其目的在于提供一种燃料电池系统，该燃料电池系统能够通过简单的结构有效地抑制阀装置的冻结，并且即使在阀装置冻结的情况下也能够迅速地解冻。为了实现上述目的，本专利技术所涉及的燃料电池系统具备：燃料电池，其通过燃料气体与氧化剂气体之间的电化学反应来进行发电；燃料气体供给装置，其向所述燃料电池内供给所述燃料气体；氧化剂气体供给装置，其向所述燃料电池内供给所述氧化剂气体；导出流路，其使从所述燃料电池导出的包含水分的排气流通；气液分离器，其设置于所述导出流路，用于从所述排气分离水分；排出流路，其用于将由所述气液分离器分离出的水排出；以及阀装置，其设置于所述排出流路，所述燃料电池系统的特征在于，所述阀装置具有：阀主体，其将所述排出流路打开和关闭；流体导入部，其将所述气液分离器内的至少包含水的流体向所述阀主体引导；以及流体导出部，其使从所述阀主体引导出的所述流体导出，其中，在所述流体导入部的内孔配设有加热装置。根据这样的结构，在流体导入部的内孔配设有加热装置，因此能够利用加热装置来对从气液分离器向阀主体引导的流体(排气和水)直接地进行加热，并且能够将流体导入部的内孔保持为高于冰点的温度。由此，能够对阀主体有效率地进行加热。由此，通过简单的结构，能够有效地抑制阀装置的冻结，并且即使在阀装置冻结的情况下也能够迅速地解冻。在上述的燃料电池系统中，也可以是，在所述流体导入部形成用于使所述流体从所述气液分离器内向所述流体导入部的内孔流入的开口部，所述加热装置具有：发热体；以及罩部，其位于所述开口部的下方，收容所述发热体，在所述罩部形成有：上孔，其朝向所述罩部的上方开口，用于将所述流体向所述罩部的内孔导入；以及导出孔，其用于将所述罩部的内孔的所述流体向所述阀主体引导。根据这样的结构，从气液分离器经由开口部向流体导入部的内孔流入的流体经由上孔被导入罩部内并被发热体加热。由此，能够将向阀主体引导的流体的流量以在罩部处收拢的状态有效率地进行加热。在上述的燃料电池系统中，也可以是，所述流体导入部设置于所述气液分离器的底部。根据这样的结构，能够使阀装置以及气液分离器的结构简单化。在上述的燃料电池系统中，也可以是，在所述罩部形成有连通孔，该连通孔朝向上方之外的方向开口，用于使在所述罩部与所述流体导入部之间存在的水蒸气向所述罩部的内孔导入。根据这样的结构，能够利用从连通孔向罩部的内孔导入的水蒸气来更有效率地对阀主体进行加热。在上述的燃料电池系统中，也可以是，所述连通孔朝向下方开口并且位于比所述上孔靠与所述导出孔相反一侧的位置。根据这样的结构，能够使在罩部与流体导入部之间存在的水蒸气有效率地从连通孔向罩部的内孔导入。另外，能够抑制从上孔向罩部的内孔导入的水经由连通孔来向罩部的外侧流出。在上述的燃料电池系统中，也可以是，所述罩部具有：罩部主体，其覆盖所述发热体并且形成有所述上孔；以及导出部，其设置于所述罩部主体并且形成有所述导出孔，其中，所述导出部的流路截面积大于所述罩部主体的流路截面积。根据这样的结构，能够抑制因被引导至导出部的流体对阀主体局部地进行加热的情况。在上述的燃料电池系统中，也可以是，所述发热体为PTC加热器。根据这样的结构，能够通过简单的控制来使发热体达到目标温度。在上述的燃料电池系统中，也可以是，还具备：加热器控制部，其控制向所述PTC加热器供给的电力；电阻值获取部，其获取所述PTC加热器的电阻值；以及电阻值判定部，其判定由所述电阻值获取部获取到的加热器电阻值是否为目标电阻值以上，其中，在所述燃料电池系统的启动时，在向所述PTC加热器供给了电力的状态下，如果所述电阻值判定部判定为所述加热器电阻值小于所述目标电阻值，所述加热器控制部使向所述PTC加热器的供给电力增加。根据这样的结构，即使在燃料电池系统的启动时阀装置冻结的情况下，也能够通过简单的控制来利用PTC加热器使阀装置迅速地解冻。在上述的燃料电池系统中，也可以是，还具备：燃料电池温度获取部，其获取所述燃料电池的温度；加热器温度计算部，其基于所述加热器电阻值来计算所述PTC加热器的温度；以及温度判定部，其判定从由所述加热器温度计算部计算出的加热器温度减去由所述燃料电池温度获取部获取到的燃料电池温度而得的温度差是否为规定温度以上，其中，在所述温度判定部判定为所述温度差为所述规定温度以上的情况下，所述加热器控制部停止向所述PTC加热器的电力供给。根据这样的结构，在利用PTC加热器将流体充分加热之后，停止向PTC加热器的电力供给，因此能够将阀主体可靠地解冻并且抑制PTC加热器的电力消耗量。在上述的燃料电池系统中，也可以是，还具备：阀控制部，其控制所述阀装置以打开和关闭所述排出流路；加热器控制部，其控制向所述PTC加热器供给的电力；电阻值获取部，其获取所述PTC加热器的电阻值；加热器温度计算部，其基于由所述电阻值获取部获取到的加热器电阻值来计算所述PTC加热器的温度；燃料电池温度获取部，其获取所述燃料电池的温度；以及温度判定部，其判定从由所述加热器温度计算部计算出的加热器温度减去由所述燃料电池温度获取部获取到的燃料电池温度而得的温度差是否为排水判定值以下，其中，在所述燃料电池系统的通常运转时，在向所述PTC加热器供给着电力的状态下，在所述温度判定部判定为所述温度差为所述排水判定值以下的情况下，所述阀控制部对所述阀装置进行开阀控制，以打开所述排出流路。另外，在燃料电池系统的通常运转时气液分离器内贮存有水的情况下，加热装置与水接触，因此PTC加热器的温度降低。因此，从加热器温度减去燃料电池温度而得的温度差变得比较小。另一方面，在气液分离器内没有贮存水的情况下，加热装置与排气等气体接触，因此PTC加热器的温度升高。因此，所述温度差变得比较大。而且，根据上述结构，在所述温度差为排水判定值以下的情况下对阀装置进行开阀控制。因此，通过简单的控制，能够将气液分离器内贮存的水可靠地排出。在上述的燃料电池系统中，也可以是，还具备电阻值判定部，该电阻值判定部判定所述加热器电阻值是否高于规定阈值，在从所述开阀控制起经过规定时间后对所述阀装置进行闭阀控制以关闭所述排出流路之后，在所述电阻值判定部判定为所述加热器电阻值高于所述规定阈值的情况下，所述阀控制部对所述阀装置进行开阀控制，以打开所述排出流路。例如，在燃料电池系统搭载于车辆等时，有时因车辆运行状态(日文：車両挙動)而气液分离器内的水面相对于水平发生倾斜。在该情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池系统，具备：燃料电池，其通过燃料气体与氧化剂气体之间的电化学反应来进行发电；燃料气体供给装置，其向所述燃料电池内供给所述燃料气体；氧化剂气体供给装置，其向所述燃料电池内供给所述氧化剂气体；导出流路，其使从所述燃料电池导出的包含水分的排气流通；气液分离器，其设置于所述导出流路，从所述排气分离水分；排出流路，其用于将由所述气液分离器分离出的水排出；以及阀装置，其设置于所述排出流路，所述燃料电池系统的特征在于，所述阀装置具有：阀主体，其用于将所述排出流路打开和关闭；流体导入部，其将所述气液分离器内的至少包含水的流体向所述阀主体引导；以及流体导出部，其使从所述阀主体引导出的所述流体导出，其中，在所述流体导入部的内孔配设有加热装置。

【技术特征摘要】
2018.02.09 JP 2018-0215111.一种燃料电池系统，具备：燃料电池，其通过燃料气体与氧化剂气体之间的电化学反应来进行发电；燃料气体供给装置，其向所述燃料电池内供给所述燃料气体；氧化剂气体供给装置，其向所述燃料电池内供给所述氧化剂气体；导出流路，其使从所述燃料电池导出的包含水分的排气流通；气液分离器，其设置于所述导出流路，从所述排气分离水分；排出流路，其用于将由所述气液分离器分离出的水排出；以及阀装置，其设置于所述排出流路，所述燃料电池系统的特征在于，所述阀装置具有：阀主体，其用于将所述排出流路打开和关闭；流体导入部，其将所述气液分离器内的至少包含水的流体向所述阀主体引导；以及流体导出部，其使从所述阀主体引导出的所述流体导出，其中，在所述流体导入部的内孔配设有加热装置。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，在所述流体导入部形成用于使所述流体从所述气液分离器内向所述流体导入部的内孔流入的开口部，所述加热装置具有：发热体；以及罩部，其位于所述开口部的下方，收容所述发热体，在所述罩部形成有：上孔，其朝向所述罩部的上方开口，用于将所述流体向所述罩部的内孔导入；以及导出孔，其用于将所述罩部的内孔的所述流体向所述阀主体引导。3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述流体导入部设置于所述气液分离器的底部。4.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，在所述罩部形成有连通孔，该连通孔朝向上方之外的方向开口，用于将所述罩部与所述流体导入部之间存在的水蒸气向所述罩部的内孔导入。5.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其特征在于，所述连通孔朝向下方开口并且位于比所述上孔靠与所述导出孔相反一侧的位置。6.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述罩部具有：罩部主体，其覆盖所述发热体并且形成有所述上孔；以及导出部，其设置于所述罩部主体并且形成有所述导出孔，其中，所述导出部的流路截面积大于所述罩部主体的流路截面积。7.根据权利要求2至6中的任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，所述发热体为PTC加热器。8.根据权利要求7所述的燃料电池系统，其特征在于，还具备：加热器控制部，其控制向所述PTC加热器供给的电力；电阻值获取部，其获取所述PTC加热器的电阻值；以及电阻值判定部，其判定由所述电阻值获取部获取到的加热器电阻值是否为目标电阻值以上，其中，在所述燃料电池系统启动时，在向所述PTC加热器供给了电力的状态下，在所述电阻值判定部判定为所述加热器电阻值小于所述目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈村雄士，福田哲也，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP