燃料电池系统技术方案

本发明专利技术是燃料电池系统，其具有从共用流路分支的第1流路和第2流路、将气体从上述第1流路向第1燃料电池送出的第1压缩机、将气体从上述第2流路向第2燃料电池送出的第2压缩机、以及控制上述第1压缩机和上述第2压缩机的控制装置。在对上述第1燃料电池的发电要求量高于对上述第2燃料电池的发电要求量时，上述控制装置执行使上述第1压缩机动作、并且使上述第2压缩机以比上述第1压缩机的转速低并且比下限转速高的转速动作的不均衡动作。在上述不均衡动作中，上述第1流路的气体流量越高，则上述控制装置使上述下限转速越高。制装置使上述下限转速越高。制装置使上述下限转速越高。

【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]日本特开2020
‑
057460所公开的燃料电池系统具有两个燃料电池、两个压缩机以及气体供给路。在气体供给路设置有多个阀。通过多个阀，能够变更在气体供给路内气体流动的流路。
[0003]在日本特开2020
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057460的燃料电池系统中，通过设置于气体供给路的多个阀来变更气体流动的流路。若在气体供给路设置阀，则在气体供给路产生的压损变大。在本说明书中，提出一种不使用阀就适当地变更气体流动的流路的技术。

技术实现思路

[0004]本说明书公开的燃料电池系统具有：共用流路，供气体流动；第1流路和第2流路，从上述共用流路分支；第1燃料电池，与上述第1流路连接；第1压缩机，设置于上述第1流路，并且将上述气体从上述第1流路向上述第1燃料电池送出；第2燃料电池，与上述第2流路连接；第2压缩机，设置于上述第2流路，并且将上述气体从上述第2流路向上述第2燃料电池送出；以及控制装置，控制上述第1压缩机和上述第2压缩机。在对上述第1燃料电池的发电要求量高于对上述第2燃料电池的发电要求量时，上述控制装置执行使上述第1压缩机动作、并且使上述第2压缩机以比上述第1压缩机的转速低并且比下限转速高的转速动作的不均衡动作。在上述不均衡动作中，上述第1流路的气体流量越高，则上述控制装置使上述下限转速越高。
[0005]在该燃料电池系统中，能够通过使第1压缩机动作来使气体向第1流路流动而在第1燃料电池中进行发电。另外，能够通过使第2压缩机动作来使气体向第2流路流动而在第2燃料电池中进行发电。另外，能够通过使第1压缩机和第2压缩机动作来在第1燃料电池和第2燃料电池中进行发电。这样，根据该燃料电池系统，能够通过变更动作的压缩机来变更供气体流动的流路。另外，在对第1燃料电池的发电要求量高于对第2燃料电池的发电要求量时，控制装置执行使第1压缩机动作、并且使第2压缩机以比第1压缩机的转速低的转速动作的不均衡动作。在不均衡动作中，第1压缩机的转速(即，第1流路的气体流量)根据对第1燃料电池的发电要求量而变化。若在不均衡动作中第1流路的气体流量变高，则存在第2流路的上游部的压力变低而在第2流路产生气体的逆流的担忧。因此，在不均衡动作中，第1流路的气体流量越高，则控制装置使第2压缩机的下限转速越高。由此，即使是在不均衡动作中第1流路的气体流量上升的情况，也能够防止第2流路中的气体的逆流。这样，根据该燃料电池系统，不使用阀就能够变更气体的流路，并且能够在不均衡动作中适当地防止第2流路中的气体的逆流。
[0006]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
[0007]图1是实施方式的燃料电池系统的框图。
[0008]图2是燃料电池系统的比压缩机靠上游侧的部分的立体图。
[0009]图3是表示不实施逆流防止控制的情况下的分支流路34b的空气流量的模拟结果的曲线图。
[0010]图4是表示对压缩机46b的逆流防止控制的框线图。
[0011]图5是表示基于空气流量、大气压以及空气温度来计算下限转速的映射表的图。
[0012]图6是表示实施逆流防止控制的情况下的分支流路34b的空气流量的模拟结果的曲线图。
[0013]图7是表示对压缩机46a的逆流防止控制的框线图。
具体实施方式
[0014]也可以构成为：本说明书公开的一例的燃料电池系统还具有检测大气压的大气压传感器。也可以构成为：上述共用流路的上游端与大气连通。也可以构成为：上述气体是空气。也可以构成为：在上述不均衡动作中，上述控制装置根据由上述大气压传感器检测的大气压来变更上述下限转速。
[0015]在共用流路的上游端与大气连通的情况下，不均衡动作时的第2流路的上游部的压力受到大气压的影响。因此，能够防止第2流路中的气体的逆流的第2压缩机的转速根据大气压而变化。根据该燃料电池系统，根据由大气压传感器检测的大气压来变更第2压缩机的下限转速，因此能够更适宜地防止第2流路中的气体的逆流。
[0016]也可以构成为：在本说明书公开的一例的燃料电池系统的基础上，在上述不均衡动作中，由上述大气压传感器检测的大气压越低，则上述控制装置使上述下限转速越高。
[0017]根据该结构，能够根据由大气压传感器检测的大气压而适当地变更下限转速。
[0018]也可以构成为：本说明书公开的一例的燃料电池系统还具有在上述燃料电池系统内检测上述气体的温度的温度传感器。也可以构成为：在上述不均衡动作中，上述控制装置根据由上述温度传感器检测的温度来变更上述下限转速。
[0019]由于气体的密度根据气体的温度而变化，因此不均衡动作时的第2流路的上游部的压力受到气体的温度的影响。因此，能够防止第2流路中的气体的逆流的第2压缩机的转速根据气体的温度而变化。根据该燃料电池系统，根据由温度传感器检测的气体的温度来变更第2压缩机的下限转速，因此能够更适宜地防止第2流路中的气体的逆流。
[0020]也可以构成为：在本说明书公开的一例的燃料电池系统的基础上，在上述不均衡动作中，由上述温度传感器检测的温度越高，则上述控制装置使上述下限转速越高。
[0021]根据该结构，能够根据由温度传感器检测的温度来适当地变更下限转速。
[0022]也可以构成为：在本说明书公开的一例的燃料电池系统的基础上，上述下限转速是不在上述第2流路内产生上述气体的逆流的转速。
[0023]图1所示的实施方式的燃料电池系统10搭载于车辆。燃料电池系统10具有两个燃料电池20a、20b，在燃料电池20a、20b分别进行发电。将由燃料电池20a、20b生成的电力向车辆的行驶用马达供给。燃料电池系统10具有向燃料电池20a、20b分别供给空气的空气供给装置30。另外，虽然没有图示，但是燃料电池系统10具有向燃料电池20a、20b分别供给氢的
氢供给装置。燃料电池20a、20b使氢与所供给的空气反应来进行发电。
[0024]如图1、2所示，空气供给装置30具有共用流路32、分支流路34a以及分支流路34b。在共用流路32的上游端设置有空气吸入口33。共用流路32在空气吸入口33与大气连通。分支流路34a、34b是从共用流路32分支的流路。在共用流路32的下游端连接有分支流路34a、34b的上游端。在分支流路34a的下游端连接有燃料电池20a。在燃料电池20a连接有排出流路36a。将从共用流路32流入至分支流路34a的空气向燃料电池20a供给。将通过了燃料电池20a的空气经由排出流路36a向燃料电池系统10的外部排出。在分支流路34b的下游端连接有燃料电池20b。在燃料电池20b连接有排出流路36b。将从共用流路32流入至分支流路34b的空气向燃料电池20b供给。将通过了燃料电池20b的空气经由排出流路36b向燃料电池系统10的外部排出本文档来自技高网...

【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有：共用流路，供气体流动；第1流路和第2流路，从所述共用流路分支；第1燃料电池，与所述第1流路连接；第1压缩机，设置于所述第1流路，并将所述气体从所述第1流路向所述第1燃料电池送出；第2燃料电池，与所述第2流路连接；第2压缩机，设置于所述第2流路，并将所述气体从所述第2流路向所述第2燃料电池送出；以及控制装置，控制所述第1压缩机和所述第2压缩机，在对所述第1燃料电池的发电要求量高于对所述第2燃料电池的发电要求量时，所述控制装置执行使所述第1压缩机动作、并且使所述第2压缩机以比所述第1压缩机的转速低并且比下限转速高的转速动作的不均衡动作，在所述不均衡动作中，所述第1流路的气体流量越高，则所述控制装置使所述下限转速越高。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，还具有检测大气压的大...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅沼大作，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：