燃料电池系统技术方案

本发明专利技术提供一种燃料电池系统，当断流阀开阀时，气体通过设于距气液分离器的底部预定高度处的主流路而排出。积存于气液分离器的底部的水在满足水位差>高度的情况下从旁通流路向主流路流入而被排出。在积存于气液分离器的底部的水为过冷却水的情况下，通过控制开放压力及流路内压力以使水位差

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统
本公开涉及从气液分离器的排水。
技术介绍
日本特开2011-014429公开了如下技术：在燃料电池系统包含的气液分离器上，除了用于排出作为液体的水的排出口之外，还设有能够仅排出气体的排气口。气液分离器设于阳极气体的循环路径上。排出口及排气口分别由阀来开闭。
技术实现思路
积存于气液分离器的水有时作为过冷却水而存在。在过冷却水存在的情况下，如果打开用于排出水的阀，则即使气液分离器内的水位比该阀的位置低，过冷却水也朝向阀流入。其结果是，过冷却水附着于阀。附着于阀的过冷却水存在变成冰而附着于阀的情况。如果冰附着于阀，则阀的开闭有时无法正常执行。本公开立足于上述情况，提供一种防止过冷却水附着于阀的技术。本公开的一方式涉及一种燃料电池系统，具备：气液分离器，将从燃料电池组流入的水与气体分离；排出流路，为了从所述气液分离器向大气放出流体而与所述气液分离器连接；阀，设于所述气液分离器与所述排出流路之间；气体控制机构，能够使所述气液分离器内的气体的压力变动；信息取得部，取得用于推定所述气液分离器内的水的温度的信息；及控制部，使用由所述信息取得部取得的信息来控制所述气体控制机构，所述气液分离器具备：在距所述气液分离器的底面预定高度处使所述流体沿水平方向流向所述阀的主流路；及相对于所述主流路从所述底面侧与所述主流路汇合的旁通流路，所述控制部在表示由所述信息取得部取得的信息为过冷却状态的情况下使所述阀开阀时，使用所述气体控制机构来控制所述气液分离器内的压力，以使所述旁通流路中的水面比所述预定高度低。在该方式的情况下，在推定出过冷却水存在时，旁通流路中的水面比主流路低，因此过冷却水不会向阀流入。因此，能够防止过冷却水附着于阀。在上述方式中，所述控制部可以构成为，根据由所述大气压取得部取得的值，将所述气液分离器内的压力控制成不排出水的值。在上述方式中，所述控制部可以构成为，在将所述气液分离器内的压力控制成不排出水的值之后，使所述阀开阀并推定所述气液分离器内的水是否为过冷却状态。在上述方式中，可以是，具备取得大气压的值的大气压取得部，所述控制部根据由所述大气压取得部取得的值来控制所述气液分离器内的压力。根据该方式，能够实现更适当的控制。在上述方式中，所述气体控制机构可以是用于从氢罐向所述燃料电池组供给氢的喷射器。根据该方式，可以不用另行设置用于控制气液分离器内的压力的机构。在上述方式中，所述控制部可以在起动该燃料电池系统的情况下执行所述气液分离器内的压力的控制。在燃料电池系统持续运转的情况下，在气液分离器内几乎不可能产生过冷却水，缺乏执行气液分离器内的压力控制的必要性。根据该方式，在几乎不可能存在过冷却水的情况下，可以不用执行压力控制。即，无需取得表示过冷却水是否存在的信息。在上述方式中，所述控制部可以构成为，在推定为所述气液分离器的水不是过冷却状态的情况下，使所述阀开阀预定时间并结束所述气液分离器内的压力的控制。本公开能够以上述以外的各种方式实现。例如，能够以上述的排出方法、用于实现排出方法的程序、存储有该程序的非暂时性的存储介质等方式实现。附图说明前述及后述的本专利技术的特征及优点通过下面的具体实施方式的说明并参照附图而明确，其中，相同的附图标记表示相同的部件。图1是表示燃料电池系统的概略结构的结构图。图2是气液分离器的截面的概略图。图3是气液分离器的下部的放大剖视图。图4是气液分离器的下部的放大剖视图。图5是表示起动时压力控制处理的流程图。具体实施方式图1是表示燃料电池系统20的概略结构的结构图。燃料电池系统20搭载于汽车1。燃料电池系统20采用固体高分子型燃料电池，通过阳极气体与阴极气体的反应进行发电。阳极气体是氢。阴极气体是空气中的氧。如图1所示，燃料电池系统20具备燃料电池组40、氢供给排出机构50、空气供给排出机构60、冷却水循环机构70及控制部30。在燃料电池组40的阳极进行氢的供给及排出的氢供给排出机构50具备氢罐51、调节器52、氢泵53、断流阀54、排出流路55、流入管56、气液分离器57、喷射器58、流出管59、高压侧压力计Phh、低压侧压力计Phl及温度计Tp。氢罐51贮存氢。调节器52对氢罐51中贮存的氢调整了压力之后，向喷射器58供给。喷射器58按照控制部30的控制，将被供给的氢朝向阳极喷射。通过控制喷射器58喷射的氢的流量，来调整向燃料电池组40的氢的供给量。流入管56将燃料电池组40的阳极气体的出口与气液分离器57连接。流出管59将气液分离器57与氢泵53连接。关于气液分离器57在后文叙述。氢泵53将从流出管59流入的气体向燃料电池组40再次供给。排出流路55是将气液分离器57与设于空气供给排出机构60的空气排出流路66(后述)连结的流路。断流阀54设置在排出流路55与气液分离器57之间。关于断流阀54也在后文叙述。高压侧压力计Phh计测调节器52与喷射器58之间的氢的压力。低压侧压力计Phl计测向燃料电池组40流入之前的氢的压力(以下，称为供给压)。温度计Tp计测氢泵53的温度。更详细而言，温度计Tp计测内置于氢泵53的电动机铁心的温度。在燃料电池组40的阴极进行空气的供给及排出的空气供给排出机构60具备空气供给流路61、压缩器62、分流阀63、分流阀用电动机64、中间冷却器65、空气排出流路66、调压阀67、调压阀用电动机68、短路流路69、大气压计Patm、外气温计Tatm、流量计Q。空气供给流路61及空气排出流路66是将燃料电池组40与自身的大气开放口连接的流路。压缩器62设置在空气供给流路61的中途，从空气供给流路61的大气开放口侧吸入空气进行压缩。设置压缩器62的位置是比空气供给流路61与短路流路69的连接部位接近大气开放口的位置。中间冷却器65对由压缩器62压缩后的空气进行冷却。分流阀63在空气供给流路61中，设置在中间冷却器65的下游侧即中间冷却器65与燃料电池组40之间。分流阀63将从中间冷却器65流来的空气向空气供给流路61的下游侧和短路流路69分流。这样的阀也称为三通阀。分流阀用电动机64连接于分流阀63，产生用于调整分流阀63的开度的转矩。短路流路69是将分流阀63与空气排出流路66连接的流路。在空气排出流路66设有调压阀67。调压阀67根据开度来调整空气排出流路66的流路截面积。短路流路69的与空气排出流路66连接的连接部位相比调压阀67的位置而位于空气排出流路66的下游侧。调压阀用电动机68连接于调压阀67，产生用于调整调压阀67的开度的转矩。通过了调压阀67的空气在通过了与短路流路69连接的连接部位之后，从大气开放口向大气排出。流量计Q计测由压缩器62吸入的空气(以下，称为吸入空气)的流量。外气温计Tatm计测吸入空气的温度。大气压计Patm计测吸入空气的压力。对燃料电池组40进行冷却的冷却水循环机构70具备散热器71、冷却水泵72、水温计Tc。冷却水泵72为了控制燃料电池组40的运转温度而使冷却水在燃料电池组40与散热器71之间循环。冷却水的循环实现燃料电池组40的吸热和散热器71的散热。水温计Tc计测冷却水的排出温度。排出温度是从燃料电池组40排出且向散热器71流入之前的温度。具体而言，控制部30是ECU(ElectronicControlU本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：气液分离器，将从燃料电池组流入的水与气体分离；排出流路，为了从所述气液分离器向大气放出流体而与所述气液分离器连接；阀，设于所述气液分离器与所述排出流路之间；气体控制机构，构成为能够使所述气液分离器内的气体的压力变动；信息取得部，构成为取得用于推定所述气液分离器内的水的温度的信息；及控制部，构成为使用由所述信息取得部取得的信息来控制所述气体控制机构，其中，所述气液分离器具备：主流路，构成为在距所述气液分离器的底面预定高度处使所述流体沿水平方向流向所述阀；及旁通流路，构成为相对于所述主流路从所述底面侧与所述主流路汇合，所述控制部构成为，在所述信息表示所述气液分离器内的水为过冷却状态的情况下使所述阀开阀时，使用所述气体控制机构来控制所述气液分离器内的压力，以使所述旁通流路中的水面比所述预定高度低。

【技术特征摘要】
2017.01.18 JP 2017-0067881.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：气液分离器，将从燃料电池组流入的水与气体分离；排出流路，为了从所述气液分离器向大气放出流体而与所述气液分离器连接；阀，设于所述气液分离器与所述排出流路之间；气体控制机构，构成为能够使所述气液分离器内的气体的压力变动；信息取得部，构成为取得用于推定所述气液分离器内的水的温度的信息；及控制部，构成为使用由所述信息取得部取得的信息来控制所述气体控制机构，其中，所述气液分离器具备：主流路，构成为在距所述气液分离器的底面预定高度处使所述流体沿水平方向流向所述阀；及旁通流路，构成为相对于所述主流路从所述底面侧与所述主流路汇合，所述控制部构成为，在所述信息表示所述气液分离器内的水为过冷却状态的情况下使所述阀开阀时，使用所述气体控制机构来控制所述气液分离器内的压力，以使所述旁通流路中的水面比所述预定高度低。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：细井贵己，糸贺道太郎，增田道彦，
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