燃料电池系统技术方案

一种燃料电池系统包括控制单元，该控制单元基于在排放阀的开启时段期间的燃料气体丢失量和在开启时段期间由燃料电池发电对燃料气体的消耗量来估计在开启时段期间对从所述燃料电池部分地排放的燃料气体部分地排放的排放量，其中，由于燃料气体的间歇性注入而存在压力上升的压力上升时段和压力下降的压力下降时段，以及控制单元基于在开启时段内的压力下降时段期间压力的下降率，以及基于在开启时段内的压力上升时段期间压力的假设下降率来估计燃料气体丢失量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种燃料电池系统。
技术介绍
已知一种燃料电池系统，该燃料电池系统包括：气液分离器，该气液分离器从自燃料电池排放的燃料气体中分离水，并存储水；以及排放阀，该排放阀连接至气液分离器，并且将燃料气体连同气液分离器中存储的水一起排放到外部。当这样的排放阀开启时，首先排放存储的水，然后排放燃料气体。例如，日本专利申请公开第2007-305563号公开了一种基于使用在紧临燃料气体排放之前和之后的时段期间在注入器的下游侧上的压力的下降量而计算的流速以及基于使用燃料电池中的氢消耗量的变化量而计算的流速来估计燃料气体排放量的技术。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种减少对燃料气体排放量的估计精度的降低的燃料电池系统。根据本专利技术的一个方面，提供一种燃料电池系统，包括：燃料电池；燃料注入部，该燃料注入部将燃料气体注入至燃料电池；供应通道，从燃料注入部注入的燃料气体通过该供应通道流到燃料电池；循环通道，从燃料电池部分地排放的燃料气体通过该循环通道流到供应通道；气液分离器，该气液分离器被设置在循环通道中并且从自燃料电池部分地排放的燃料气体中分离水，并存储水；排放通道，该排放通道连接至气液分离器，将气液分离器中存储的水排放到外部，并且将从燃料电池部分地排放的燃料气体部分地排放到外部；排放阀，该排放阀被设置在排放通道中；压力检测部，该压力检测部检测供应通道中的压力；以及控制单元，该控制单元基于在排放阀的开启时段期间的燃料气体丢失量和在开启时段期间由燃料电池发电对燃料气体的消耗量来估计在开启时段期间对从所述燃料电池部分地排放的燃料气体部分地排放的排放量，其中，由于从燃料注入部间歇性地注入燃料气体而存在压力上升的压力上升时段和压力下降的压力下降时段，以及控制单元基于在开启时段内的压力下降时段期间压力的下降率，以及基于在开启时段内的压力上升时段期间压力的假设下降率来估计燃料气体丢失量，其中，在压力上升时段期间的压力被假设为以与在压力下降时段期间的压力的下降率相同的假设下降率下降。根据本专利技术的另一个方面，提供一种燃料电池系统，包括：燃料电池；燃料注入部，该燃料注入部将燃料气体注入至燃料电池；供应通道，从燃料注入部注入的燃料气体通过该供应通道流到燃料电池；循环通道，从燃料电池部分地排放的燃料气体通过该循环通道流到供应通道；气液分离器，该气液分离器被设置在循环通道中并且从自燃料电池部分地排放的燃料气体中分离水，并存储水；排放通道，该排放通道连接至气液分离器，将气液分离器中存储的水排放到外部，并且将从燃料电池部分地排放的燃料气体部分地排放到外部；排放阀，该排放阀被设置在排放通道中；压力检测部，该压力检测部检测循环通道中的压力和气液分离器中的压力中的一个；以及控制单元，该控制单元基于在排放阀的开启时段期间的燃料气体丢失量和在开启时段期间由燃料电池发电对燃料气体的消耗量来估计在开启时段期间对从燃料电池部分地排放的燃料气体部分地排放的排放量，其中，由于从燃料注入部间歇性地注入燃料气体而存在压力上升的压力上升时段和压力下降的压力下降时段，以及控制单元基于在开启时段期间内的压力下降时段期间压力的下降率，以及基于开启时段内的压力上升时段期间压力的假设压力下降率来计算在开启时段期间的燃料气体丢失量，其中，在压力上升时段期间的压力被假设为以与在压力下降时段期间的压力的下降率相同的假设下降率下降。根据本专利技术的另一个方面，提供一种燃料电池系统，包括：燃料电池；燃料注入部，该燃料注入部将燃料气体注入至燃料电池；供应通道，从燃料注入部注入的燃料气体通过该供应通道流到燃料电池；气液分离器，该气液分离器从自燃料电池部分地排放的燃料气体中分离水，并存储水；第一排放通道，该第一排放通道将从燃料电池排放的燃料气体供应到气液分离器；第二排放通道，该第二排放通道连接至气液分离器，将气液分离器中存储的水排放到外部，并且将从燃料电池部分地排放的燃料气体部分地排放到外部；排放阀，该排放阀位于第二排放通道中；压力检测部，该压力检测部检测供应通道中的压力、第一排放通道中的压力以及气液分离器中的压力中之一；以及控制单元，该控制单元基于在排放阀的开启时段期间的燃料气体丢失量和在开启时段期间由燃料电池发电对燃料气体的消耗量来估计在开启时段期间对从燃料电池部分地排放的燃料气体部分地排放的排放量，其中，燃料电池系统是不将从燃料电池部分地排放的燃料气体返回至供应通道的阳极非循环型燃料电池系统，由于从燃料注入部间歇性地注入燃料气体而存在压力上升的压力上升时段和压力下降的压力下降时段，以及控制单元基于在开启时段内的压力下降时段期间压力的下降率以及基于开启时段内的压力上升时段期间压力的假设下降率来计算在开启时段的燃料气体丢失量，其中，在压力上升时段期间的压力被假设为以与在压力下降时段期间的压力的下降率相同的假设下降率下降。附图说明图1是燃料电池系统的示意图；图2是指示排放阀的操作、供应通道中的压力变化以及注入器的操作的时序图；图3是由ECU对排放阀执行的开启和关闭控制的流程图。图4是气体排放量估计控制的流程图；图5示出了限定压力下降率与燃料气体丢失量之间的关系的映射；图6示出了限定电流值与单位时间燃料气体消耗量之间的关系的映射。单位时间；图7示出了总燃料气体丢失量、总燃料气体消耗量以及燃料气体排放量之间的关系；图8是用于说明对总燃料气体丢失量的计算控制的时序图；图9是对总燃料气体丢失量的计算控制的流程图；图10是根据第一变型例的燃料电池系统的示意图；以及图11是根据第二变型例的燃料电池系统的示意图。具体实施方式从注入器等间歇性地注入燃料气体。燃料气体的间歇性注入使注入器的下游侧上的压力交替地上升和下降。在这样的状态下，如在日本专利申请公开第2007-305563号中描述的那样，如果基于使用在紧临燃料气体排放之前和之后的时段期间注入器的下游侧上的压力的下降量计算的流速来估计气体排放量，则可能不能高精度地估计气体排放量。因此，气体排放量的估计精度可能会降低。将参照附图来描述根据本实施例的燃料电池系统(在下文中称为系统)。系统1可以应用于安装在车辆中的系统。然而，系统1也可以应用于其他系统。图1是系统1的示意图。系统1包括作为电源的燃料电池2。在燃料电池2中，电解质膜如固态聚合物电解质膜夹在催化剂电极的阳极与阴极之间(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池系统，包括：燃料电池；燃料注入部，所述燃料注入部将燃料气体注入至所述燃料电池；供应通道，从所述燃料注入部注入的燃料气体通过所述供应通道流到所述燃料电池；循环通道，从所述燃料电池部分地排放的燃料气体通过所述循环通道流到所述供应通道；气液分离器，所述气液分离器被设置在所述循环通道中并且从自所述燃料电池部分地排放的燃料气体中分离水，并存储所述水；排放通道，所述排放通道连接至所述气液分离器，将所述气液分离器中存储的水排放到外部，并且将从所述燃料电池部分地排放的燃料气体部分地排放到所述外部；排放阀，所述排放阀被设置在所述排放通道中；压力检测部，所述压力检测部检测所述供应通道中的压力；以及控制单元，所述控制单元基于在所述排放阀的开启时段期间的燃料气体丢失量和在所述开启时段期间由所述燃料电池发电对所述燃料气体的消耗量来估计在所述开启时段期间对从所述燃料电池部分地排放的燃料气体部分地排放的排放量，其中，由于从所述燃料注入部间歇性地注入燃料气体而存在压力上升的压力上升时段和压力下降的压力下降时段，以及所述控制单元基于在所述开启时段内的所述压力下降时段期间压力的下降率，以及基于所述开启时段内的所述压力上升时段期间压力的假设下降率来估计所述燃料气体丢失量，其中，在所述压力上升时段期间的压力被假设为以与在所述压力下降时段期间的所述压力的下降率相同的假设下降率下降。...

【技术特征摘要】
2014.11.14 JP 2014-231703;2015.09.04 JP 2015-174971.一种燃料电池系统，包括：
燃料电池；
燃料注入部，所述燃料注入部将燃料气体注入至所述燃料电池；
供应通道，从所述燃料注入部注入的燃料气体通过所述供应通道流到
所述燃料电池；
循环通道，从所述燃料电池部分地排放的燃料气体通过所述循环通道
流到所述供应通道；
气液分离器，所述气液分离器被设置在所述循环通道中并且从自所述
燃料电池部分地排放的燃料气体中分离水，并存储所述水；
排放通道，所述排放通道连接至所述气液分离器，将所述气液分离器
中存储的水排放到外部，并且将从所述燃料电池部分地排放的燃料气体部
分地排放到所述外部；
排放阀，所述排放阀被设置在所述排放通道中；
压力检测部，所述压力检测部检测所述供应通道中的压力；以及
控制单元，所述控制单元基于在所述排放阀的开启时段期间的燃料气
体丢失量和在所述开启时段期间由所述燃料电池发电对所述燃料气体的
消耗量来估计在所述开启时段期间对从所述燃料电池部分地排放的燃料
气体部分地排放的排放量，
其中，由于从所述燃料注入部间歇性地注入燃料气体而存在压力上升
的压力上升时段和压力下降的压力下降时段，以及
所述控制单元基于在所述开启时段内的所述压力下降时段期间压力
的下降率，以及基于所述开启时段内的所述压力上升时段期间压力的假设
下降率来估计所述燃料气体丢失量，其中，在所述压力上升时段期间的压
力被假设为以与在所述压力下降时段期间的所述压力的下降率相同的假
设下降率下降。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，
所述控制单元使用紧临所述压力上升时段之前的所述压力下降时段
期间的所述压力的下降率作为在所述压力上升时段期间的所述压力的假
设下降率。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其中，
所述控制单元使用在所述压力下降时段期间获得的压力的下降率的
平均值作为所述压力的假设下降率。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料电池系统，其中，
当估计的燃料气体排放量不小于目标排放量时，所述控制单元关闭所
述排放阀。
5.一种燃料电池系统，包括：
燃料电池；
燃料注入部，所述燃料注入部将燃料气体注入至所述燃料电池；
供应通道，从所述燃料注入部注入的燃料气体通过所述供应通道流到
所述燃料电池；
循环通道，从所述燃料电池部分地排放的燃料气体通过所述循环通道
流到所述供应通道；
气液分离器，所述气液分离器被设置在所述循环通道中并且从自所述
燃料电池部分地排放的燃料气体中分离水，并存储所述水；
排放通道，所述排放通道连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本和男，今西启之，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP