燃料电池系统和燃料电池车辆技术方案

本发明专利技术涉及燃料电池系统和燃料电池车辆。燃料电池系统设置有：散热器；第一流路，在该第一流路中，制冷剂从燃料电池组朝向散热器流动；第二流路，在该第二流路中，制冷剂从散热器朝向燃料电池组流动；旁通流路，该旁通流路将散热器与在第二流路中制冷剂流入燃料电池组中的位置连接；和控制部。在旁通流路中，从上游侧设置开关阀和储备箱。在由流入制冷剂温度检测部检测到的制冷剂温度超过预先设定的基准温度的情况下，控制部通过打开开关阀并且允许预先存储在储备箱中的制冷剂汇入第二流路来将制冷剂供给到燃料电池组。

Fuel cell system and fuel cell vehicle

The present invention relates to a fuel cell system and a fuel cell vehicle. The fuel cell system is provided with a radiator; the first flow path in the first flow path, the refrigerant flow from the radiator towards the fuel cell group; second, in the second way, the refrigerant toward fuel battery flow from the radiator; the bypass flow path, the bypass flow path and radiator at a second road refrigerant flows in the fuel cell stack position and control connection. A bypass valve and a reserve box are provided from the upstream side in the bypass flow path. In the temperature of the refrigerant flows from the refrigerant temperature detection unit detects the temperature exceeds the reference preset conditions, control by the switching valve is opened and allows pre stored refrigerant in the reserve box in the second way to import the refrigerant supplied to the fuel cell group.

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统和燃料电池车辆
本专利技术涉及一种燃料电池系统和一种燃料电池车辆。
技术介绍
燃料电池系统设置有冷却机构，该冷却机构冷却燃料电池，使得在产生电力的同时，燃料电池的温度不超过给定的温度。作为这样的冷却机构，液体冷却的冷却机构是已知的，其通过允许诸如冷却水的制冷剂循环来冷却燃料电池。在日本专利申请公开No.2010-267471(JP2010-267471A)中，描述了一种燃料电池系统，它是液体冷却类型的燃料电池系统，该系统包括：冷却水通道，其中用于冷却燃料电池的冷却水在该冷却水通道中循环；和水泵，该水泵在压力下给送冷却水；和散热器，该散热器降低通过的冷却水的温度。在JP2010-267471A中描述的燃料电池系统中，当临时执行高负荷操作时，存在如下实例：燃料电池的发热值增加并且冷却水温度临时变高。作为抵抗冷却水的临时高温度的措施，考虑增强散热器的性能来确保冷却水的热耗散性能。然而，当采取这样的措施时，存在散热器的大小变大的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种燃料电池系统，该燃料电池系统能够在不增加散热器的大小的情况下抑制冷却水温度临时变高。本专利技术的第一方面涉及一种燃料电池系统，该燃料电池系统包括：燃料电池；散热器，该散热器降低用于冷却燃料电池的制冷剂的温度；第一流路，在该第一流路中，制冷剂从燃料电池朝向散热器流动；第二流路，在该第二流路中，制冷剂从散热器朝向燃料电池流动；流入制冷剂温度检测部，该流入制冷剂温度检测部被构造成检测在第二流路中流入燃料电池中的制冷剂的温度；第一旁通流路，该第一旁通流路连接散热器的下游侧上的位置与第二流路中的流入制冷剂温度检测部的上游侧上的位置；开关阀，该开关阀在第一旁通流路的打开和关闭之间切换；储备箱，该储备箱设置在第一旁通流路中并且存储制冷剂；和控制部，该控制部被构造成基于由流入制冷剂温度检测部检测到的制冷剂温度来控制开关阀的操作。控制部被构造成使得，在由流入制冷剂温度检测部检测到的制冷却剂温度超过预先设定的第一基准温度的情况下，控制部通过打开开关阀并且允许预先存储在储备箱中的制冷剂与从散热器供给并且在第二流路中流动的制冷剂合流来将制冷剂供给到燃料电池。因此，可以在不增加散热器的大小的情况下抑制冷却水温度临时变高。此外，所述燃料电池系统可以进一步包括：流出制冷剂温度检测部，该流出制冷剂温度检测部被构造成检测在第一流路中紧接在从燃料电池流出后的制冷剂温度；第二旁通流路，该第二旁通流路将第一流路中的散热器的上游侧上的位置、储备箱和第二流路彼此连接；和三通阀，该三通阀设置在第一流路和第二旁通流路之间的连接部中，并且调节从第一流路流入散热器中的制冷剂的量和从第一流路流入第二旁通流路中的制冷剂的量。控制部可以被构造成使得，在由流出制冷剂温度检测部检测到的制冷剂温度是预先设定的第二基准温度或更低的温度的情况下，控制部调节三通阀的开度使得全部制冷剂从第一流路流入第二旁通流路中。因此，能够在储备箱中存储低温制冷剂。此外，所述控制部也可以被构造成使得在由流出制冷剂温度检测部检测到的制冷剂温度超过预先设定的第二基准温度的情况下，控制部调节三通阀的开度使得全部制冷剂从第一流路流入散热器中，并且关闭开关阀。因此，可以将存储在储备箱中的制冷剂维持在低温。本专利技术的第二方面涉及一种设置有根据第一方面的燃料电池系统的燃料电池车辆。本专利技术的第三方面涉及一种燃料电池车辆，该燃料电池车辆包括：燃料电池；散热器，该散热器降低用于冷却燃料电池的制冷剂的温度；第一流路，在该第一流路中，制冷剂从燃料电池朝向散热器流动；第二流路，在该第二流路中，制冷剂从散热器朝向燃料电池流动；导航系统；旁通流路，该旁通流路将散热器的下游侧上的位置与第二流路相连接；开关阀，该开关阀在旁通流路的打开和关闭之间切换；储备箱，该储备箱设置在旁通流路中并且存储制冷剂；泵，该泵允许制冷剂循环经过散热器、第一流路、第二流路和燃料电池；以及控制部，该控制部被构造成基于来自导航系统的道路信息、开关阀的阀打开时间和泵的运行时间来估算旁通流路的下游中的制冷剂温度，并且在估算出的制冷剂温度超过预先设定的基准温度的情况下，该控制部通过打开开关阀并且允许预先存储在储备箱中的制冷剂与从散热器供给并且在第二流路中流动的制冷剂合流来将制冷剂供给到燃料电池。根据本专利技术，可以在不增加散热器的大小的情况下抑制冷却水的温度临时变高。附图说明下面将参照附图描述本专利技术的示例性实施例的特征、优势、以及技术和工业意义，其中相同的参考标记表示相同的元件，并且其中：图1是示出根据实施例的燃料电池系统的框图的视图；图2是示出在根据该实施例的燃料电池系统中开关阀打开的状态的视图；图3是示出用于基于由流入制冷剂温度检测部检测到的制冷剂温度来控制从根据该实施例的燃料电池系统中的储备箱35的制冷剂供给操作的处理流程的流程图；图4是解释用于在根据该实施例的燃料电池系统的储备箱中存储低温制冷剂的方法的示例的视图；图5是解释用于在根据该实施例的燃料电池系统听储备箱中存储低温制冷剂的方法的示例的视图；图6是示出用于在根据该实施例的燃料电池系统中的储备箱中存储低温制冷剂的处理流程的流程图；并且图7是使用了导航系统的燃料电池系统的实施例。具体实施方式下面参考附图解释本专利技术的实施例。图1是示出根据本专利技术的燃料电池系统的框图的视图。燃料电池系统1包括作为燃料电池的燃料电池组2、用于冷却燃料电池组2的冷却机构3以及控制部4。燃料电池组2通过例如层压多个燃料电池单体而构成，每一个燃料电池单体通过用阳极电极(燃料电极)和阴极电极(氧化剂电极)从两侧夹住电解质膜诸如固体聚合物离子交换膜而形成。一旦燃料电池单体将含有氢气的阳极气体供给到阳极电极并且将含有氧气的空气供给到阴极电极，由于催化反应在阳极电极中产生的氢离子就经电解质膜移动至阴极电极。然后，氢离子和氧气在阴极电极中引起化学反应，由此产生电力。当氢离子和氧气在阴极电极中引起化学反应时，产生水。由于燃料电池组2通过层压数百个燃料电池单体而构造，所以可以获得驱动车辆诸如汽车所要求的高电力。冷却机构3设置有散热器30、第一流路31、第二流路32、流入制冷剂温度检测部33、旁通流路34、储备箱35和开关阀36。散热器30降低冷却燃料电池组2的制冷剂诸如冷却水的温度。第一流路31是其中制冷剂从燃料电池组2朝向散热器30流动的流路。第二流路32是其中制冷剂从散热器30朝向燃料电池组2流动的流路。流入制冷剂温度检测部33是温度传感器并且检测第二流路32中恰好在制冷剂流入燃料电池组2之前的制冷剂温度。旁通流路34将散热器30(散热器30的制冷剂出口)与流入制冷剂温度检测部33的上游侧上的第二流路32的位置连接。旁通流路34设置有存储制冷剂的储备箱35和开关阀36。储备箱35设置在旁通流路34中在开关阀36的下游侧上的位置处。开关阀36对旁通流路34的打开和关闭进行切换。冷却机构3进一步包括流出制冷剂温度检测部37、第二旁通流路38、三通阀39和水泵40。流出制冷剂温度检测部37检测在第一流路31中紧接在制冷剂从燃料电池组2流出后的制冷剂温度。第二旁通流路38将散热器30的上游侧上的第一流路31中的位置、储备箱35和第二流路32彼此连接。三通阀39设置在第一流路31和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池系统，其特征在于包括：燃料电池；散热器，所述散热器降低用于冷却所述燃料电池的制冷剂的温度；第一流路，在所述第一流路中，制冷剂从所述燃料电池朝向所述散热器流动；第二流路，在所述第二流路中，制冷剂从所述散热器朝向所述燃料电池流动；流入制冷剂温度检测部，所述流入制冷剂温度检测部被构造成检测在所述第二流路中流入所述燃料电池中的制冷剂的温度；第一旁通流路，所述第一旁通流路连接所述散热器的下游侧上的位置与所述第二流路中的在所述流入制冷剂温度检测部的上游侧上的位置；开关阀，所述开关阀在所述第一旁通流路的打开和关闭之间切换；储备箱，所述储备箱被设置在所述第一旁通流路中，并且存储制冷剂；以及控制部，所述控制部被构造成使得在由所述流入制冷剂温度检测部检测到的制冷剂温度超过预先设定的第一基准温度的情况下，所述控制部通过打开所述开关阀并且允许预先存储在所述储备箱中的制冷剂与从所述散热器供给并且在所述第二流路中流动的制冷剂合流来将制冷剂供给到所述燃料电池。

【技术特征摘要】
2015.09.08 JP 2015-1769221.一种燃料电池系统，其特征在于包括：燃料电池；散热器，所述散热器降低用于冷却所述燃料电池的制冷剂的温度；第一流路，在所述第一流路中，制冷剂从所述燃料电池朝向所述散热器流动；第二流路，在所述第二流路中，制冷剂从所述散热器朝向所述燃料电池流动；流入制冷剂温度检测部，所述流入制冷剂温度检测部被构造成检测在所述第二流路中流入所述燃料电池中的制冷剂的温度；第一旁通流路，所述第一旁通流路连接所述散热器的下游侧上的位置与所述第二流路中的在所述流入制冷剂温度检测部的上游侧上的位置；开关阀，所述开关阀在所述第一旁通流路的打开和关闭之间切换；储备箱，所述储备箱被设置在所述第一旁通流路中，并且存储制冷剂；以及控制部，所述控制部被构造成使得在由所述流入制冷剂温度检测部检测到的制冷剂温度超过预先设定的第一基准温度的情况下，所述控制部通过打开所述开关阀并且允许预先存储在所述储备箱中的制冷剂与从所述散热器供给并且在所述第二流路中流动的制冷剂合流来将制冷剂供给到所述燃料电池。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，进一步包括：流出制冷剂温度检测部，所述流出制冷剂温度检测部被构造成检测在所述第一流路中紧接在从所述燃料电池流出后的制冷剂温度；第二旁通流路，所述第二旁通流路将所述第一流路中的在所述散热器的上游侧上的位置、所述储备箱和所述第二流路彼此连接；以及三通阀，所述三通阀被设置在所述第一流路和所述第二旁通流路之间的连接部中，并且调节从所述第一流路流入所述散热器中的制冷剂的量和从所述第一流路流入所述第二旁...

【专利技术属性】
技术研发人员：榊原英明，
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