燃料电池系统技术方案

实施方式提供即使在冷却水的流路的压力低于大气压的情况下也能够进行冷却水的排气的燃料电池系统。实施方式的燃料电池系统具备：燃料电池组，使用氢和氧而产生电；冷却水排出配管，与燃料电池组连接；以及冷却水泵，从燃料电池组经由冷却水排出配管排出冷却水。在冷却水泵的运转中，冷却水排出配管内的压力至少在燃料电池组与冷却水泵之间低于大气压。另外，在冷却水排出配管上，在燃料电池组与冷却水泵之间连接有大致沿上下方向延伸的排气配管。管。管。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统
[0001][相关申请的参照][0002]本申请享受以日本专利申请2021
‑
200268号(申请日：2021年12月9日)为基础申请的优先权。本申请通过参考该基础申请而包括基础申请的全部内容。


[0003]本专利技术的实施方式涉及燃料电池系统。

技术介绍

[0004]燃料电池组具备将多个单体电池层叠而成的层叠体。在层叠体中分别形成有燃料气体的流路、氧化剂气体的流路以及冷却水的流路。燃料电池组通过被导入到层叠体中的燃料气体及氧化剂气体的电化学反应而发电。在层叠体中还被导入用于对发热了的层叠体进行冷却的冷却水。如日本特开2014
‑
049267号公报所示，对层叠体进行了冷却后的冷却水被使用冷却水泵从燃料电池组排出。冷却水泵在冷却水的流动方向上配置于燃料电池组的下游侧。
[0005]在此，从燃料电池组排出的冷却水有时含有气泡。若冷却水泵中被导入含有气泡的冷却水，则冷却水泵的工作效率有可能降低。其结果，有可能无法充分地对燃料电池组供给冷却水，而无法充分地冷却燃料电池组。如果无法充分地冷却燃料电池组，则燃料电池组的性能可能受损。为了解决这样的问题，进行了在冷却水泵的冷却水导入口设置排气阀而将冷却水中的气泡释放到大气中，来抑制气泡向冷却水泵的导入这样的处理。
[0006]然而，在冷却水的流路的压力低于大气压的情况下，难以用排气阀将冷却水中的气泡释放到大气中。因此，需要使用特殊的泵作为冷却水泵。这样的泵价格高，导致燃料电池系统的设置成本的增大。
专利
技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供即使在冷却水的流路的压力低于大气压的情况下也能够进行冷却水的排气的燃料电池系统。
[0008]实施方式的燃料电池系统具备：燃料电池组，使用氢和氧而产生电；冷却水排出配管，与所述燃料电池组连接；以及冷却水泵，从所述燃料电池组经由所述冷却水排出配管排出冷却水，在所述冷却水泵的运转中，所述冷却水排出配管内的压力至少在所述燃料电池组与所述冷却水泵之间低于大气压，在所述冷却水排出配管上在所述燃料电池组与所述冷却水泵之间连接有大致沿上下方向延伸的排气配管。
[0009]根据实施方式的燃料电池系统，即使在冷却水的流路的压力低于大气压的情况下，也能够进行冷却水的排气。
附图说明
[0010]图1是表示一个实施方式的燃料电池系统的结构的图。
[0011]图2是用于说明图1所示的燃料电池组内部的流体的流动的图。
[0012]图3是表示沿着图3所示的燃料电池组的层叠体的III
‑
III线的截面的图。
[0013]图4是用于说明图1所示的燃料电池系统的控制方法的流程图。
[0014]图5是用于说明设置于排气配管的阀的动作的图。
[0015]图6是用于说明设置于排气配管的阀的动作的图。
[0016]图7是用于说明设置于排气配管的阀的动作的图。
[0017]图8是用于说明设置于排气配管的阀的动作的图。
具体实施方式
[0018]以下，参照附图对一个实施方式进行说明。首先，参照图1对燃料电池系统的整体结构进行说明。
[0019]如图1所示，燃料电池系统1具有燃料电池组10、燃料气体供给系统30、燃料气体排出系统35、氧化剂气体供给系统40、氧化剂气体排出系统45、冷却水供给系统50和冷却水排出系统55。燃料电池组10使用氢和氧而产生电。燃料气体为氢，氧化剂气体为空气。
[0020]燃料气体供给系统30包括燃料气体箱等燃料气体供给源(未图示)和燃料气体供给配管31。燃料气体供给配管31将燃料气体供给源与燃料电池组10连接。燃料气体排出系统35包括燃料气体排出配管36。燃料气体排出配管36的一端与燃料电池组10连接。
[0021]氧化剂气体供给系统40包括鼓风机等氧化剂气体供给源(未图示)和氧化剂气体供给配管41。氧化剂气体供给配管41将氧化剂气体供给源与燃料电池组10连接。氧化剂气体排出系统45包括氧化剂气体排出配管46。氧化剂气体排出配管46的一端与燃料电池组10连接。
[0022]冷却水供给系统50包括冷却水供给源51和冷却水供给配管52。冷却水供给配管52将冷却水供给源51与燃料电池组10连接。在图示的例子中，冷却水供给源51是冷却水箱。冷却水箱51的上部向大气压开放。冷却水供给配管52与冷却水箱51的底部连接。
[0023]冷却水排出系统55包括冷却水排出配管56和冷却水泵57。冷却水排出配管56的一端与燃料电池组10连接。在图示的例子中，冷却水排出配管56的另一端与冷却水箱51的上部连接。当冷却水泵57工作时，冷却水排出配管56内的压力降低，燃料电池组10内的冷却水向冷却水排出配管56排出，并向冷却水箱51内排出。
[0024]在图1至图3所示的例子中，燃料电池组10是固体高分子型燃料电池组。燃料电池组10包括多个单体电池11和歧管21、22、23、24、25、26。
[0025]多个单体电池11在图1及图2中在与纸面垂直的方向上被层叠而构成层叠体12。层叠体12整体为长方体的形状。层叠体12具有沿着单体电池11的层叠方向扩展的第一侧面12a、第二侧面12b、第三侧面12c以及第四侧面12d。第一侧面12a与第二侧面12b相互对置。第三侧面12c与第四侧面12d相互对置。歧管21、22、23、24、25、26安装于层叠体12的侧面12a、12b、12c、12d。
[0026]如图3所示，各单体电池11包括膜电极复合体(MEA)13和配置在膜电极复合体13两侧的燃料隔膜14及氧化剂隔膜15。膜电极复合体13包括高分子电解质膜13a和配置在高分子电解质膜13a两侧的一对电极(燃料极13b及氧化剂极13c)。燃料隔膜14及氧化剂隔膜15由导电性多孔质材料构成。燃料隔膜14及氧化剂隔膜15例如可以是导电性多孔质碳板。
[0027]在燃料隔膜14的与膜电极复合体13接触的一侧的表面设置有燃料气体流路16。燃料气体流路16的一端在层叠体12的第一侧面12a开口。燃料气体流路16的另一端在层叠体12的第二侧面12b开口。
[0028]在氧化剂隔膜15的与膜电极复合体13接触的一侧的表面设置有氧化剂气体流路17。氧化剂气体流路17的一端在层叠体12的第三侧面12c开口。氧化剂气体流路17的另一端在层叠体12的第四侧面12d开口。
[0029]在燃料隔膜14的另一个表面或氧化剂隔膜15的另一个表面上设置有冷却水流路18。在图示的例子中，冷却水流路18设置于氧化剂隔膜15的表面。冷却水流路18的一端在层叠体12的第四侧面12d开口。冷却水流路18的另一端在层叠体12的第三侧面12c开口。
[0030]燃料气体供给歧管21与层叠体12的第一侧面12a相对而设置。燃料气体供给歧管21的内部空间21a与燃料气体流路16的一端连通。另外，在燃料气体供给歧管21上连接有燃料气体供给配管31，通过燃料气体供给配管3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，具备：燃料电池组，使用氢和氧而产生电；冷却水排出配管，与所述燃料电池组连接；以及，冷却水泵，从所述燃料电池组经由所述冷却水排出配管排出冷却水，在所述冷却水泵的运转中，所述冷却水排出配管内的压力至少在所述燃料电池组与所述冷却水泵之间低于大气压，在所述冷却水排出配管上，在所述燃料电池组与所述冷却水泵之间连接有大致沿上下方向延伸的排气配管。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，所述冷却水排出配管在与所述排气配管的连接部处大致水平地延伸，所述排气配管与所述冷却水排出配管的上半部连接。3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，所述排气配管的下端与所述冷却水排出配管连接，所述抽气配管的上端与冷却水箱连接，在所述排气配管的下端与上端之间设置有第一开闭阀，在所述排气配管的下端与所述第一开闭阀之间设置有第二开闭阀。4.根据权利要求3所述的燃料电池系统，还具备冷却水供给配管，该冷却水供给配管的一端与所述燃料电池组连接，另一端与所述冷却水箱连接。5.根据权利要求3所述的燃料电池系统，所述第一开闭阀以及所述第二开闭阀从所述第一开闭阀关闭且所述第二开闭阀打开的第一状态起，经由所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中孝幸，永田优作，
申请(专利权)人：东芝能源系统株式会社，
类型：发明
国别省市：