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组、燃料气体供给路、喷射器、推出器、循环路、检测推出器入口压力与推出器出口压力的差压的差压检测部、以及控制装置。控制装置构成为：基于对燃料电池组的要求负荷，计算作为从燃料电池组向推出器供给的燃料废气的所需的流量的要求循环流量，基于要求负荷和差压，计算作为从燃料电池组向推出器供给的燃料废气的流量的推断值的推断循环流量，在推断循环流量小于要求循环流量的情况下，使从喷射器向燃料电池组供给的燃料气体的流量增加。给的燃料气体的流量增加。给的燃料气体的流量增加。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统


[0001]本说明书所公开的技术涉及燃料电池系统。

技术介绍

[0002]在日本特开2019
‑
67708中公开有燃料电池系统，该燃料电池系统具备：燃料电池组；燃料气体供给路，向上述燃料电池组供给燃料气体；喷射器，设置于上述燃料气体供给路；推出器，设置于上述燃料气体供给路，并设置于上述喷射器与上述燃料电池组之间；循环路，将从上述燃料电池组排出的燃料废气向上述推出器供给；以及控制装置。
[0003]一般而言，若燃料气体向燃料电池组的供给不足，则能够用于燃料电池组中的发电的氢不足，从而燃料电池组劣化。能够考虑预先将大量的燃料气体向燃料电池组供给，避免能够用于燃料电池组中的发电的氢不足。然而，若预先将大量的燃料气体向燃料电池组供给，则燃料气体的消耗量变大，从而燃料效率恶化。

技术实现思路

[0004]本说明书提供一种在具备推出器的燃料电池系统中能够抑制燃料电池组劣化并且使燃料效率提高的技术。
[0005]本说明书公开的形态涉及燃料电池系统，该燃料电池系统具备：燃料电池组；燃料气体供给路，向上述燃料电池组供给燃料气体；喷射器，设置于上述燃料气体供给路；推出器，设置于上述燃料气体供给路，并设置于上述喷射器与上述燃料电池组之间；循环路，将从上述燃料电池组排出的燃料废气向上述推出器供给；差压检测部，检测作为上述燃料电池组与上述推出器之间的上述循环路的压力的推出器入口压力、与作为上述推出器与上述燃料电池组之间的上述燃料气体供给路内的压力的推出器出口压力的差压；以及控制装置。也可以是上述控制装置构成为：基于对上述燃料电池组的要求负荷，计算作为从上述燃料电池组向上述推出器供给的燃料废气的所需的流量的要求循环流量，基于上述要求负荷和上述差压，计算作为从上述燃料电池组向上述推出器供给的燃料废气的流量的推断值的推断循环流量，在上述推断循环流量小于上述要求循环流量的情况下，使从上述喷射器向上述燃料电池组供给的燃料气体的流量增加。
[0006]根据上述的结构，在推断循环流量小于要求循环流量的情况下，控制装置使从喷射器向燃料电池组供给的燃料气体的流量增加。由此，向燃料电池组供给的氢的量增加，推出器的出口处的氢浓度增加。因此，在推断循环流量小于要求循环流量的状况下，能够抑制可以用于燃料电池组中的发电的氢不足，从而能够抑制燃料电池组劣化。另外，在推断循环流量为要求循环流量以上的状况下，能够抑制将过多的燃料气体向燃料电池组供给。因此，能够使燃料电池系统的燃料效率提高。
[0007]也可以构成为燃料电池系统还具备：气液分离器，设置于循环路，将燃料废气所包含的液体水分离并存积；排气排水路，与气液分离器连接；以及排气排水阀，设置于排气排水路。控制装置构成为：基于要求负荷，确定与推出器出口压力对应的要求上限值和要求下
限值，当在喷射器驱动的状态下推出器出口压力变为要求上限值以上的情况下，使喷射器的驱动停止，当在喷射器停止的状态下推出器出口压力变为要求下限值以下的情况下，使喷射器的驱动开始。也可以是控制装置构成为：在推断循环流量小于要求循环流量、并且基于要求负荷确定的要求上限值变为规定的上限压力值以上的情况下，将排气排水阀切换为打开状态，并将气液分离器内的燃料废气所包含的氮气向外部排气。
[0008]存在不希望使推出器出口压力大于规定的上限值的情况。即使在这样的状况下，也需要抑制能够用于燃料电池组中的发电的氢不足。根据上述的结构，在推断循环流量小于要求循环流量、并且基于要求负荷确定的要求上限值变为规定的上限值以上的情况下，控制装置将排气排水阀切换为打开状态。若将排气排水阀切换为打开状态，则通过排气排水路将气液分离器内的燃料废气所包含的氮气向外部排气。因此，能够使推出器的出口处的氢浓度增加。即使是这样的结构，也能够抑制可以用于燃料电池组中的发电的氢不足。
[0009]以下参考附图，对本专利技术的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。
附图说明
[0010]图1是本实施例所涉及的燃料电池系统的示意图。
[0011]图2是表示本实施例所涉及的喷射器的动作的一个例子的时间图。
[0012]图3是实施例所涉及的修正处理的流程图。
[0013]图4是表示在本实施例中要求负荷较低的情况下的目标氢分压、排气排水阀的动作的时间图。
[0014]图5是表示在本实施例中要求负荷较高的情况下的目标氢分压、排气排水阀的动作的时间图。
具体实施方式
[0015]参照图1，对燃料电池系统2进行说明。燃料电池系统2具备燃料箱10、喷射器20、推出器30、燃料电池组40、气液分离器50以及ECU100(Electronic Control Unit(电子控制单元)的简称)。燃料电池系统2例如搭载于燃料电池汽车。
[0016]燃料电池组40是通过氢与氧的化学反应来发电电力的装置。通过氢与氧进行化学反应而生成水。燃料电池组40具备多个单电池(省略图示)。各单电池具备燃料极和空气极，通过向燃料极供给燃料气体(氢气)，并向空气极供给包含氧的空气来发电。将在燃料电池组40中发电的电力例如向燃料电池汽车的行驶用马达供给。将未用于燃料电池组40中的发电的未反应的燃料气体(以下，记载为“燃料废气”)从燃料电池组40排出。在燃料废气中，以蒸气的状态包含在发电时生成的水。
[0017]在燃料箱10储藏有向燃料电池组40供给的燃料气体(在本实施例中为氢气)。在燃料箱10连接有第1燃料供给路12的上游端部。第1燃料供给路12的下游端部与喷射器20连接。在第1燃料供给路12，从上游侧朝向下游侧依次设置有主截止阀14和减压阀16。主截止阀14开闭第1燃料供给路12。若主截止阀14开阀，则从燃料箱10向燃料电池组40供给燃料气体。若主截止阀14闭阀，则不从燃料箱10向燃料电池组40供给燃料气体。减压阀16调整在第1燃料供给路12中流动的燃料气体的压力。减压阀16能够将通过第1燃料供给路12向燃料电
池组40供给的燃料气体的压力减压。
[0018]喷射器20调整向燃料电池组40供给的燃料气体的压力和流量。喷射器20例如是电磁阀。若喷射器20开阀，则向燃料电池组40供给氢，若喷射器20闭阀，则不向燃料电池组40供给氢。通过喷射器20的开度和开阀时间的调整来调整燃料气体的压力和流量。在喷射器20连接有第2燃料供给路22的上游端部。第2燃料供给路22的下游端部与推出器30连接。在第2燃料供给路22设置有检测第2燃料供给路22内的燃料气体的压力的压力传感器24。
[0019]在推出器30连接有第3燃料供给路32的上游端部。第3燃料供给路32的下游端部与燃料电池组40连接。另外，在推出器30连接有气体循环路52的下游端部。如后述的那样，向气体循环路52供给燃料废气。推出器30通过从第2燃料供给路22供给的燃料气体的流动来吸引在气体循环路52中流动的燃料废气，将这些气体混合并向第3燃料供给路32排出。而且，将排出至第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统具备：燃料电池组；燃料气体供给路，向所述燃料电池组供给燃料气体；喷射器，设置于所述燃料气体供给路；推出器，设置于所述燃料气体供给路，并设置于所述喷射器与所述燃料电池组之间；循环路，将从所述燃料电池组排出的燃料废气向所述推出器供给；差压检测部，检测作为所述燃料电池组与所述推出器之间的所述循环路的压力的推出器入口压力、与作为所述推出器与所述燃料电池组之间的所述燃料气体供给路内的压力的推出器出口压力的差压；以及控制装置，所述控制装置构成为：基于对所述燃料电池组的要求负荷，计算作为从所述燃料电池组向所述推出器供给的燃料废气的所需的流量的要求循环流量，基于所述要求负荷和所述差压，计算作为从所述燃料电池组向所述推出器供给的燃料废气的流量的推断值的推断循环流量，在所述推断循环流量小于所述要求循环流量的情况下，使从所述喷射器向所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：水野伸和，长谷川茂树，芳贺美祐，田中诚一，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：