燃料电池系统技术方案

本发明专利技术的燃料电池系统具备燃料电池、设置于氧化气体供给流路的第1阀装置、设置于氧化废气排出流路的第2阀装置、设置于旁通流路的第3阀装置、检测异常的异常检测部、以及控制部。控制部构成为：当(i)在第1阀装置中检测到与打开异常不同的其他的异常的情况、(ii)在第2阀装置中检测到其他的异常的情况、以及(iii)在第3阀装置中检测到任意的异常的情况、中的任意一种情况下，使燃料电池执行失效安全发电，在执行该失效安全发电中，又在与检测有异常的阀装置不同的任意一个阀装置中检测到任意的异常的情况下，使燃料电池的发电停止。使燃料电池的发电停止。使燃料电池的发电停止。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请主张基于在2020年10月15日申请的申请编号2020
‑
173665的日本专利申请的优先权，并将该公开的全部内容援引至本申请中以供参考。


[0003]本公开涉及燃料电池系统。

技术介绍

[0004]公知有燃料电池系统，该燃料电池系统设置有：氧化气体供给流路，用于向燃料电池供给氧化气体；氧化废气排出流路，用于从燃料电池排出氧化废气；以及旁通流路，将氧化气体供给流路与氧化废气排出流路连接以便绕过燃料电池。在这样的燃料电池系统中，提出了在配置于氧化废气排出流路的阀装置(调压阀)异常的情况下，进行执行燃料电池的输出限制运转、或者调整设置于旁通流路的阀装置的开度之类的失效安全处理(参照日本特开2008
‑
60054号公报)。
[0005]在燃料电池系统中，除了在日本特开2008
‑
60054号公报中假定的那样的配置于氧化废气排出流路的阀装置的单独异常以外，还可能产生配置于氧化气体供给流路的阀装置的单独异常、和配置于旁通流路的阀装置的单独异常。并且，也可能产生这3个阀装置中的任意的两个以上的阀装置的多重异常。而且，即使在产生了这些异常的情况下，也与产生了配置于氧化废气排出流路的阀装置的单独异常的情况相同，可能产生不能继续燃料电池的发电、或者空气压缩机、构成气体流路的配管等损伤之类的不良情况。
[0006]然而，以往，实际情况是对于发生了配置于氧化气体供给流路的阀装置的异常、配置于旁通流路的阀装置的异常、上述的3个阀装置中的两个以上的阀装置中的多重异常的情况的应对没有充分地研究。

技术实现思路

[0007]根据本公开的一个方式，提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备：燃料电池；氧化气体供给流路，用于向上述燃料电池供给氧化气体；氧化废气排出流路，用于从上述燃料电池排出氧化废气；旁通流路，将上述氧化气体供给流路与上述氧化废气排出流路连接；第1阀装置，设置于上述氧化气体供给流路，并调整向上述燃料电池供给的上述氧化气体的流量；第2阀装置，设置于上述氧化废气排出流路，并调整从上述燃料电池排出的上述氧化废气的流量；第3阀装置，设置于上述旁通流路，并调整在上述旁通流路中流动的上述氧化气体的流量；异常检测部，检测上述第1阀装置、上述第2阀装置以及上述第3阀装置中的异常；以及控制部，控制上述燃料电池的发电。上述控制部构成为：当(i)在上述第1阀装置中检测到与作为固定在最小开度不动的异常的打开异常不同的其他的异常的情况、(ii)在上述第2阀装置中检测到上述其他的异常的情况、以及(iii)在上述第3阀装置中检测到任意的异常的情况、中的任意一种情况下，使上述燃料电池执行在上述燃料电池的输
出电流设置有限制的失效安全发电，在执行该失效安全发电中，又在上述第1阀装置、上述第2阀装置以及上述第3阀装置中的与检测到异常的阀装置不同的两个阀装置中的任意一个中检测到任意的异常的情况下，使上述燃料电池的发电停止。
附图说明
[0008]图1是表示作为本公开的一个实施方式的燃料电池系统的结构的框图。
[0009]图2是表示在燃料电池系统中执行的发电控制处理的概要顺序的流程图。
[0010]图3是表示对第1阀装置和第2阀装置分别执行的发电控制处理的顺序的流程图。
[0011]图4是表示对第3阀装置执行的发电控制处理的顺序的流程图。
具体实施方式
[0012]A.第1实施方式：
[0013]A1.系统结构：
[0014]图1是表示作为本公开的一个实施方式的燃料电池系统10的结构的框图。在本实施方式中，燃料电池系统10搭载于车辆，并对负载100供给电力。负载100除了未图示的牵引马达之外，还包括燃料电池系统10所包括的后述的空气压缩机33、氢泵84等辅机。
[0015]燃料电池系统10具备燃料电池20、氧化气体供给排出系统30、氢气供给排出系统70、二次电池90、DC/DC转换器91以及控制装置92。
[0016]在本实施方式中，燃料电池20是固体高分子型燃料电池，接受作为阳极反应气体的氢气、和作为氧化气体(也称为阴极反应气体)的空气的供给来发电。燃料电池20具有将多个单电池21层叠而成的堆叠结构。因此，燃料电池20也被称为燃料电池组。各单电池21具有在未图示的电解质膜的两面配置有电极的未图示的膜电极接合体、和夹持膜电极接合体的未图示的一对隔离件。构成燃料电池20的各单电池21具备电解质膜、和夹着电解质膜的阳极22和阴极23。将氢气向阳极22供给，将空气向阴极23供给。此外，在图1中，作为示意图示出了阳极22和阴极23。
[0017]氧化气体供给排出系统30将空气向燃料电池20供给，并从燃料电池20排出氧化废气(也称为阴极废气)。氧化废气包括未用于燃料电池20中的伴随着发电的电化学反应的空气、和由通过该电化学反应产生的生成水产生的水蒸气。
[0018]氧化气体供给排出系统30具备氧化气体供给流路31、空气压缩机33、氧化废气排出流路41、旁通流路51、第1阀装置61、第2阀装置62以及第3阀装置63。
[0019]氧化气体供给流路31的一端与燃料电池20连接，用于向燃料电池20供给空气(压缩空气)。空气压缩机33配置于氧化气体供给流路31，经由未图示的过滤器装置从大气中获取空气并压缩送出。氧化废气排出流路41的一端与燃料电池20连接，用于从燃料电池20中排出氧化废气。旁通流路51将氧化气体供给流路31与氧化废气排出流路41连接。旁通流路51在氧化气体供给流路31与空气压缩机33的下游侧连接。另外，旁通流路51与氧化废气排出流路41连接。由此，被空气压缩机33压缩后的空气旁通燃料电池20并被向氧化废气排出流路41供给。
[0020]第1阀装置61设置于氧化气体供给流路31，调整向燃料电池20供给的空气的流量。第1阀装置61具备未图示的阀体、驱动阀体的第1驱动马达61a、以及第1开度检测传感器
61b。在本实施方式中，第1阀装置61构成为常闭式的阀装置。因此，在未向第1驱动马达61a供给驱动电力的状态下，氧化气体供给流路31的开度为最小开度“零”。此外，最小开度并不局限于“零”，也可以是比零大的任意的值。第1开度检测传感器61b检测氧化气体供给流路31的开度。例如，也可以由编码器检测第1驱动马达61a的转速，并根据该转速检测阀体的驱动量、即氧化气体供给流路31的开度。
[0021]第2阀装置62设置于氧化废气排出流路41，调整从燃料电池20排出的氧化废气的流量。另外，第2阀装置62也作为通过调整氧化废气的流量来调整阴极侧的排出压力的调压阀发挥功能。第2阀装置62具有与第1阀装置61相同的结构。即，第2阀装置62具备未图示的阀体、驱动阀体的第2驱动马达62a、以及第2开度检测传感器62b，构成为常闭式的阀装置。
[0022]第3阀装置63设置于旁通流路51，调整在旁通流路51中流动的空气(压缩空气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，其中，所述燃料电池系统具备：燃料电池；氧化气体供给流路，用于向所述燃料电池供给氧化气体；氧化废气排出流路，用于从所述燃料电池排出氧化废气；旁通流路，将所述氧化气体供给流路与所述氧化废气排出流路连接；第1阀装置，设置于所述氧化气体供给流路，并调整向所述燃料电池供给的所述氧化气体的流量；第2阀装置，设置于所述氧化废气排出流路，并调整从所述燃料电池排出的所述氧化废气的流量；第3阀装置，设置于所述旁通流路，并调整在所述旁通流路中流动的所述氧化气体的流量；异常检测部，检测所述第1阀装置、所述第2阀装置以及所述第3阀装置中的异常；以及控制部，控制所述燃料电池的发电，所述控制部构成为：当(i)在所述第1阀装置中检测到与固定在最小...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤村佳克，大塚忍，及川治郎，
申请(专利权)人：爱三工业株式会社，
类型：发明
国别省市：