燃料气体供给装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种能抑制燃料电池消耗的燃料气体的消耗量减少时两个减压阀之间的压力过度上升的燃料气体供给装置及其控制方法。燃料气体供给装置具有：供给燃料电池组的燃料气体通过的气体通路；设置在气体通路中的第一减压阀；设置在气体通路中并配置在所述第一减压阀下游侧的第二减压阀；设定部，其将第二减压阀下游侧的目标压力的值设定为与燃料电池组消耗的燃料气体的消耗量对应的值；及变更部，其在消耗量减少规定量以上时，将第二减压阀的目标压力的值变更为比与减少后的消耗量对应的值大的值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池系统，特别是，涉及将燃料气体供给燃料电池的燃料气体供 给装置的技术。
技术介绍
燃料电池系统具有燃料电池组、将燃料气体供给燃料电池组的燃料气体供给系 统、和将氧化气体供给燃料电池组的氧化气体供给系统。燃料气体供给系统具有例如以高 压储存燃料气体的罐、及连接该罐与燃料电池组的燃料气体通路。而且，燃料气体供给系统 通常具有设置在燃料气体通路上游侧的第一减压阀和设置在下游侧的第二减压阀。另外， 各减压阀具有将其下游侧的压力调整到目标压力的功能。可是，在燃料电池组消耗的燃料气体量急剧减少的情况下，通常，下游侧的第二减 压阀先关闭，上游侧的第一减压阀之后关闭。也就是说，当燃料电池组消耗的燃料气体量急 剧减少时，第二减压阀下游侧的压力上升，结果，第二减压阀关闭。而且，当第二减压阀开始 关闭时，第一减压阀下游侧的压力上升，结果，第一减压阀关闭。在如上所述地将第二减压 阀设定到先关闭状态、将第一减压阀设定到后关闭状态的情况下，两个减压阀之间的压力 会过度上升。因此，在现有技术中，存在两个减压阀或两个减压阀之间的通路破损的担忧， 有必要使这些部位的耐压性提高。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决现有技术的上述问题而提出的，其目的在于抑制燃料电池消 耗的燃料气体的消耗量减少时、两个减压阀之间的压力过度上升。为了解决上述问题的至少一部分，本专利技术的第一装置为一种将燃料气体供给燃料 电池的燃料气体供给装置，其特征在于，具有供给上述燃料电池的燃料气体通过的气体通 路；设置在上述气体通路中的第一减压阀；设置在上述气体通路中并配置在上述第一减压 阀下游侧的第二减压阀；设定部，其将上述第二减压阀下游侧的目标压力的值设定为与上 述燃料电池消耗的燃料气体的消耗量对应的值；及变更部，其在上述燃料电池消耗的燃料 气体的量减少规定量以上时，将上述第二减压阀的目标压力的值变更为比上述设定部设定 的、与上述燃料电池消耗的燃料气体的减少后的消耗量对应的值大的值。在该装置中，由于当燃料气体的消耗量减少规定量以上时，将第二减压阀的目标 压力的值设定为比与减少后的消耗量对应的值大的值，所以可以将第二减压阀设定为有效 的开度。结果，由于两个减压阀之间的燃料气体经第二减压阀流出到下游侧的燃料电池，所 以能抑制两个减压阀间的压力的过度上升。在上述装置中，优选的是，还具有用于检测上述第一减压阀与上述第二减压阀之间的压力的压力传感器，在上述变更部将上述第二减压阀的目标压力的值变更为比上述设 定部设定的、与上述燃料电池消耗的燃料气体的减少后的消耗量对应的值大的值之后，如 果上述压力传感器检测出的值为第一阈值以上，则上述变更部进一步增大上述第二减压阀 的目标压力的值。这样，能可靠地抑制两个减压阀间的压力的过度上升。 在上述装置中，优选的是，还具有用于检测上述第一减压阀与上述第二减压阀之 间的压力的压力传感器，在上述变更部将上述第二减压阀的目标压力的值变更为比上述设 定部设定的、与上述燃料电池消耗的燃料气体的减少后的消耗量对应的值大的值之后，如 果上述压力传感器检测出的值为第二阈值以下，则上述变更部减小上述第二减压阀的目标 压力的值。这样，在抑制两个减压阀间的压力的过度上升后，两个减压阀间的燃料气体不会 经第二减压阀流出到下游侧的燃料电池，因此能有效地利用燃料气体。在上述装置中，优选的是，被上述变更部变更到比上述设定部设定的、与上述燃料 电池消耗的燃料气体的减少后的消耗量对应的值大的值时，其变更后的值设定成使得有效 量的燃料气体流入所述燃料电池，其中，所述有效量为经由所述燃料电池的电解质膜从阳 极侧透到阴极侧的燃料气体的漏出量以下。这样，即使两个减压阀间的燃料气体流入下游侧的燃料电池，燃料电池内部的燃 料气体量也不会增大，所以能抑制燃料电池内部的压力变高而使燃料电池破损的情况。本专利技术的第二装置为一种将燃料气体供给燃料电池的燃料气体供给装置，其特征 在于，具有供给上述燃料电池的燃料气体通过的气体通路；设置在上述气体通路中的第 一减压阀；设置在上述气体通路中并配置在上述第一减压阀下游侧的第二减压阀；及流通 路，其用于在上述第二减压阀被最大程度节流的状态下，使上述第二减压阀上游侧的燃料 气体流到上述第二减压阀的下游侧。在该装置中，在燃料气体的消耗量减少、两个减压阀被设定到最大程度节流的状 态的情况下，两个减压阀间的燃料气体也会经流通路流出到下游侧的燃料电池，所以能抑 制两个减压阀间的压力的过度上升。在上述装置中，上述流通路可以设置在上述第二减压阀的内部。例如，在上述装置中，上述第二减压阀可以包括具有大致锥状的前端部的针阀和 与上述针阀的上述前端部对应的阀座部。上述流通路可以通过设置在上述前端部和上述阀 座部中的至少一方上的凹部或凸部在上述前端部与上述阀座部之间形成。或者，在上述装置中，上述流通路可以设置在上述第二减压阀的外部，并包含连接 上述第二减压阀的上游侧与下游侧的连接通路。在上述装置中，优选的是，上述流通路设置成在上述第二减压阀被最大程度节流 的状态下使得有效量的燃料气体流入上述燃料电池，其中，上述有效量为经由上述燃料电 池的电解质膜从阳极侧透到阴极侧的燃料气体的漏出量以下。这样，即使两个减压阀间的燃料气体流入下游侧的燃料电池，燃料电池内部的燃 料气体量也不会增大，因此，能抑制燃料电池内部的压力变高而使燃料电池破损的情况。本专利技术的第三装置为一种将燃料气体供给燃料电池的燃料气体供给装置，其特征 在于，具有供给上述燃料电池的燃料气体通过的气体通路；设置在上述气体通路中的第一减压阀；及设置在上述气体通路中并配置在上述第一减压阀下游侧的第二减压阀，上述 第二减压阀构成为，在上述燃料电池消耗的燃料气体的消耗量减少的情况下，在上述第一 减压阀被设定为关闭状态之后，上述第二减压阀被设定为关闭状态。在该装置中，在将第二减压阀设定为关闭状态之前，两个减压阀间的燃料气体流 出到下游侧的燃料电池，因此，能抑制两个减压阀间的压力的过度上升。 另外，本专利技术的第一装置也可以以方法的形式实现。例如，本专利技术的方法为一种将 燃料气体供给燃料电池的燃料气体供给装置的控制方法，上述燃料气体供给装置包括供给 上述燃料电池的燃料气体通过的气体通路、设置在上述气体通路中的第一减压阀、及设置 在上述气体通路中并配置在上述第一减压阀下游侧的第二减压阀，上述方法的特征在于， 具有下述工序(a)将上述第二减压阀下游侧的目标压力的值设定为与上述燃料电池消耗 的燃料气体的消耗量对应的值；(b)当上述消耗量减少规定量以上时，将上述第二减压阀 的上述目标压力的值变更为比与上述减少后的消耗量对应的值大的值。另外，本专利技术可以以各种形式实现，例如，燃料气体供给装置能以下述各种形式实 现，即，具有该燃料气体供给装置与燃料电池的燃料电池系统、搭载了该燃料电池系统的移 动体等装置、及这些装置的控制方法、用于实现这些方法或装置的功能的计算机程序、记录 该计算机程序的记录介质、包含该计算机程序并被体现在载波内的数据信号等。附图说明图1为表示第一实施例的燃料电池系统的大致结构的说明图。图2为表示比较例的燃料气体供给系统的动作的说明图。图3为表示第一实施例的第二减压阀218的控制程序的流程图。图4为表示第一实施例的燃料气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将燃料气体供给燃料电池的燃料气体供给装置，其特征在于，具有：供给所述燃料电池的燃料气体通过的气体通路；设置在所述气体通路中的第一减压阀；设置在所述气体通路中并配置在所述第一减压阀下游侧的第二减压阀；及流通路，其用于在所述第二减压阀被最大程度节流的状态下，使所述第二减压阀上游侧的燃料气体流到所述第二减压阀的下游侧。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：片野刚司，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]