燃料电池系统技术方案

本发明专利技术涉及燃料电池系统，具备：燃料电池，通过层叠多个电池而成；散热器，对通过了燃料电池的冷却液进行冷却；离子交换器，设置于从用于供冷却液在燃料电池与散热器之间循环的循环流路分支出的旁通流路；多通阀，设置于从循环流路分支出旁通流路的分支点；以及泵，使冷却液循环，该燃料电池系统能够通过多通阀来控制流入旁通流路的冷却液的比率。在该燃料电池系统启动时，当停止时间比阈值时间长的情况下，在使冷却液在散热器循环后，使冷却液以80％以上的比率在旁通流路循环，直至冷却液的导电率小于阈值导电率为止。

Fuel cell system

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统
本专利技术涉及燃料电池系统。
技术介绍
近年来，作为面向汽车的燃料电池，固体高分子电解质型燃料电池备受关注。固体高分子电解质型燃料电池具备通过多个单电池层叠而成的电池组。这里，单电池由膜/电极接合体(MEA：MembraneElectrodeAssembly)、和从两侧夹住该膜/电极接合体的一对隔板构成，上述膜/电极接合体由一对电极夹持高分子电解质膜而成。通过经由阴极侧的隔板供给的气体(空气)与经由阳极侧的隔板供给的氢气的氧化还原反应来进行发电。由于燃料电池在发电中进行发热，所以利用在与散热器之间循环的冷却液来对其冷却。这里，从防止漏电的角度出发，对燃料电池的冷却液要求电绝缘性。因此，如日本特开2014-157832号公报所示那样，在旁通流路设置有用于将从散热器等溶出至冷却液中的离子除去的离子交换器。通过除去冷却液中的离子，冷却液的导电率会降低。即，冷却液的电阻率(导电率的倒数)会上升，可确保电绝缘性。这样，在燃料电池系统中，一边在燃料电池的发电中冷却燃料电池，一边利用离子交换器除去冷却液中的离子。关于燃料电池系统，专利技术人发现了以下的课题。散热器例如由金属制的翅片、管等构成，在散热器的制造工序中包含使用了焊剂的钎焊工序。因此，例如若在制造后初始的阶段使燃料电池系统长时间停止，则在散热器残留的焊剂可能会作为离子溶出至冷却液中而导致散热器内的冷却液的导电率局部上升。从而，在这样使燃料电池系统长时间停止后的启动时，需要将在停止中积存于散热器内的冷却液导入离子交换器，在短时间内除去冷却液中的离子而使冷却液的导电率低于规定的阈值。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的情况而完成的，提供一种在长时间停止后的启动时将在停止中积存于散热器内的冷却液导入离子交换器而能够在短时间内除去冷却液中的离子的燃料电池系统。本专利技术所涉及的燃料电池系统具备：燃料电池，通过多个电池层叠而成；散热器，对通过了上述燃料电池的冷却液进行冷却；离子交换器，设置于从用于供上述冷却液在上述燃料电池与上述散热器之间循环的循环流路分支出的旁通流路；多通阀，设置于从上述循环流路分支出上述旁通流路的分支点；以及泵，使上述冷却液循环，上述燃料电池系统能够通过上述多通阀来控制流入上述旁通流路的上述冷却液的比率，其中，在该燃料电池系统启动时，当停止时间比阈值时间长的情况下，在使上述冷却液在上述散热器循环后，使上述冷却液以80％以上的上述比率在上述旁通流路循环直至上述冷却液的导电率小于阈值导电率为止。在本专利技术所涉及的燃料电池系统中，在启动时，当停止时间比阈值时间长的情况下，在使冷却液在散热器循环后使冷却液以80％以上的比率在旁通流路循环，直至冷却液的导电率小于阈值导电率为止。使在停止中积存于散热器内的冷却液与其他的冷却液混合，从而使冷却液的导电率均匀化，然后导入离子交换器而能够在短时间内除去冷却液中的离子。也可以在使上述冷却液在上述散热器循环时，使上述比率为0％。能够提高在散热器流动的冷却液的流速，从而能够使在停止中积存于散热器内的冷却液与其他的冷却液在短时间内混合。也可以在使上述冷却液在上述散热器循环时，使上述冷却液循环上述循环流路的半周以上。能够使在停止中积存于散热器内的冷却液与其他的冷却液充分混合。也可以以用户使用时与出厂前检查时相比使上述冷却液在上述旁通流路循环时的上述比率变高的方式切换上述比率。在用户使用时，能够在更短时间内除去冷却液中的离子。根据本专利技术，能够提供一种在长时间停止后的启动时将在停止中积存于散热器内的冷却液导入离子交换器而能够在短时间内除去冷却液中的离子的燃料电池系统。附图说明根据以下的详细描述和附图，将更全面地理解本公开的上述和其他的目的、特征以及优点，附图仅作为示例，因此不应被认为限制本公开。图1是第1实施方式所涉及的燃料电池系统的结构图。图2是表示控制部50的控制动作的流程图。图3是表示冷却液流量与离子交换器IE中的离子交换率的关系的图表。图4是表示使流入旁通流路11的冷却液的比率变化的情况下的导电率的时间变化的图表。具体实施方式以下，参照附图详细地对应用了本专利技术的具体实施方式进行说明。其中，本专利技术并不限定于以下的实施方式。另外，为了使说明明确，适当地简化以下的记载和附图。(第1实施方式)＜燃料电池系统的构成＞首先，参照图1对第1实施方式所涉及的燃料电池系统的结构进行说明。图1是第1实施方式所涉及的燃料电池系统的结构图。如图1所示，第1实施方式所涉及的燃料电池系统具备燃料电池FC、离子交换器IE、导电率传感器S、循环流路10、旁通流路11、散热器20、冷却液泵30、多通阀40以及控制部50。即，图1所示的第1实施方式所涉及的燃料电池系统是燃料电池FC的冷却系系统。在本实施方式中，作为一个例子，对应用于燃料电池汽车的燃料电池系统进行说明。燃料电池汽车利用由燃料电池FC发出的电来驱动马达而进行行驶。其中，第1实施方式所涉及的燃料电池系统并不限定于燃料电池汽车用途，也能够应用于其他的用途。燃料电池FC是固体高分子电解质型燃料电池，并具备将多个单电池层叠而成的电池组。这里，单电池具有由阳极电极和阴极电极夹持高分子电解质膜而成的膜/电极接合体(MEA：MembraneElectrodeAssembly)、和从两侧夹住MEA的一对隔板。燃料电池FC通过经由阴极侧的隔板供给的气体中的氧气、与经由阳极侧的隔板供给的氢气的氧化还原反应来进行发电。具体而言，在阳极电极发生式(1)的氧化反应，在阴极电极发生式(2)的还原反应。而且，作为燃料电池FC整体，发生式(3)的化学反应。H2→2H++2e－…(1)(1/2)O2+2H++2e－→H2O…(2)H2+(1/2)O2→H2O…(3)燃料电池FC会在通过上述反应进行的发电中发热。因此，如图1所示，燃料电池FC与循环流路10连接，并利用在循环流路10中循环的冷却液来冷却，从而被维持为适当的温度。循环流路10是在燃料电池FC与散热器20之间使冷却液循环的环状的流路，例如由橡胶配管、金属管、树脂管等构成。在图1中，沿着循环流路10描绘的虚线箭头表示冷却液的流动。另外，如图1所示，循环流路10在燃料电池FC的冷却液流出侧被电接地。在接地部位使用金属管。散热器20是用于将通过燃料电池FC而被加热的冷却液冷却的散热器，并与循环流路10连接。散热器20例如由散热用的金属翅片、和供冷却液流动的金属管构成。金属翅片、金属管例如由热传导性优异的铝合金、铜等构成。冷却液的热通过经由金属管和金属翅片的热传导而被释放至空气中。此外，散热器20例如也可以由主散热器、副散热器等多个散热器构成。冷却液泵30是使冷却液循环的泵，设置于循环流路10。在图1的例子中，冷却液泵30设置于燃料电池FC的冷却液流入侧的循环流路10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池系统，具备：/n燃料电池，通过层叠多个电池而成；/n散热器，对通过了所述燃料电池的冷却液进行冷却；/n离子交换器，设置于从用于供所述冷却液在所述燃料电池与所述散热器之间循环的循环流路分支出的旁通流路；/n多通阀，设置于从所述循环流路分支出所述旁通流路的分支点；以及/n泵，使所述冷却液循环，/n所述燃料电池系统能够通过所述多通阀来控制流入所述旁通流路的所述冷却液的比率，/n其中，/n在该燃料电池系统启动时，当停止时间比阈值时间长的情况下，/n在使所述冷却液在所述散热器循环后，使所述冷却液以80％以上的所述比率在所述旁通流路循环，直至所述冷却液的导电率小于阈值导电率为止。/n

【技术特征摘要】
20180524 JP 2018-0999361.一种燃料电池系统，具备：
燃料电池，通过层叠多个电池而成；
散热器，对通过了所述燃料电池的冷却液进行冷却；
离子交换器，设置于从用于供所述冷却液在所述燃料电池与所述散热器之间循环的循环流路分支出的旁通流路；
多通阀，设置于从所述循环流路分支出所述旁通流路的分支点；以及
泵，使所述冷却液循环，
所述燃料电池系统能够通过所述多通阀来控制流入所述旁通流路的所述冷却液的比率，
其中，
在该燃料电池系统启动时，当停止时间比阈值时间长的情况下，
在...

【专利技术属性】
技术研发人员：山上庆大，长谷川茂树，今西启之，石川智隆，
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