燃料电池系统技术方案

燃料电池系统具有燃料电池、燃料气体供给单元及控制装置。所述燃料电池具有燃料气体供给路和燃料气体排出路。所述燃料气体供给单元具有：燃料气体供给装置，变更燃料气体的流量；回流路径，使从所述燃料气体排出路排出的所述燃料气体回流；气液分离器，设置于所述回流路径；及排出阀，从所述气液分离器排出所述燃料气体和水。所述控制装置执行：通常处理，在关闭所述排出阀的状态下使所述燃料气体供给装置动作；及第一排水处理，在打开所述排出阀的状态下以比所述通常处理高的流量使所述燃料气体供给装置动作，从而从所述燃料气体排出路排出水。出水。出水。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统


[0001]本说明书中公开的技术涉及燃料电池系统。

技术介绍

[0002]日本特开2019
‑
139910中公开的燃料电池系统向燃料电池供给燃料气体来发电。当由燃料电池进行发电时，在燃料电池内产生水。该燃料电池系统在燃料电池内的残留水增加时，通过使燃料气体的供给流量增加来执行从燃料电池排出残留水的排水处理。

技术实现思路

[0003]专利技术所要解决的课题
[0004]当在排水处理中增加燃料气体的流量时，燃料电池内的压力上升。因此，在燃料电池内的压力达到上限值之前，需要结束排水处理。因此，在现有的排水处理中，不能使排水处理中的燃料气体的流量很高，另外，不能长时间执行排水处理。在本说明书中，提出了一种能够在抑制燃料电池内的压力上升的同时执行排水处理的燃料电池系统。
[0005]用于解决课题的技术方案
[0006]本说明书所公开的项目1的燃料电池系统具有：燃料电池，具有层叠的多个单电池；燃料气体供给单元；及控制装置。所述燃料电池具有：燃料气体供给路，向所述多个单电池供给燃料气体；及燃料气体排出路，排出通过了所述多个单电池的所述燃料气体。所述燃料气体供给单元具有：燃料气体供给装置，变更向所述燃料气体供给路供给的所述燃料气体的流量；回流路径，使从所述燃料气体排出路排出的所述燃料气体回流到所述燃料气体供给路；气液分离器，设置于所述回流路径；及排出阀，从所述气液分离器排出所述燃料气体和水。所述控制装置执行：通常处理，在关闭所述排出阀的状态下使所述燃料气体供给装置动作；及第一排水处理，在打开所述排出阀的状态下以比所述通常处理高的流量使所述燃料气体供给装置动作，从而从所述燃料气体排出路排出水。
[0007]专利技术效果
[0008]在该燃料电池系统中，控制装置在通常处理中，在关闭排出阀的状态下使燃料气体供给装置动作。在通常处理中，从燃料气体供给装置向燃料气体供给路供给燃料气体，并且从回流路径向燃料气体供给路供给燃料气体。在通常动作中，由燃料电池进行发电，并且在燃料电池内生成水。另外，控制装置在第一排水处理中，以比通常处理高的流量使燃料气体供给装置动作。于是，燃料气体以高的流量在燃料气体排出路内流动，水与燃料气体一起从燃料气体排出路排出。这样，在第一排水处理中，能够将燃料电池内的水排出到燃料电池外。另外，第一排水处理在排出阀打开的状态下执行。因此，回流路径内的燃料气体的一部分从排出阀排出到燃料气体供给单元的外部。因此，抑制了燃料电池内的压力上升。这样，根据该燃料电池系统，能够在抑制燃料电池内部的压力上升的同时执行排水处理。
附图说明
[0009]下面将参照附图描述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，其中相同的符号表示相同的元素，并且其中：
[0010]图1是燃料电池系统100的框图。
[0011]图2是燃料电池20的侧视图。
[0012]图3是表示燃料气体的流量与残留水W到达阳极排出口24a所需的时间的关系的图表。
[0013]图4A是表示第二排水处理中的燃料电池20内的压力P的变化的图表。
[0014]图4B是表示第二排水处理中的排出阀16的开闭状态的变化的图表。
[0015]图4C是表示第二排水处理中的在燃料气体排出路27内流动的燃料气体的流量V的变化的图表。
[0016]图5A是表示实施例1的第一排水处理中的燃料电池20内的压力P的变化的图表。
[0017]图5B是表示实施例1的第一排水处理中的排出阀16的开闭状态的变化的图表。
[0018]图5C是表示实施例1的第一排水处理中的在燃料气体排出路27内流动的燃料气体的流量V的变化的图表。
[0019]图6A是表示实施例2的第一排水处理中的燃料电池20内的压力P的变化的图表。
[0020]图6B是表示实施例2的第一排水处理中的排出阀16的开闭状态的变化的图表。
[0021]图6C是表示实施例2的第一排水处理中的在燃料气体排出路27内流动的燃料气体的流量V的变化的图表。
[0022]图6D是表示实施例2的第一排水处理和压力降低处理中的燃料电池20的输出电流I的变化的图表。
[0023]图7A是表示实施例3的第一排水处理和其后的处理中的燃料电池20内的压力P的变化的图表。
[0024]图7B是表示实施例3的第一排水处理和其后的处理中的排出阀16的开闭状态的变化的图表。
[0025]图7C是表示实施例3的第一排水处理和其后的处理中的在燃料气体排出路27内流动的燃料气体的流量V的变化的图表。
[0026]图7D是表示实施例3的第一排水处理和其后的处理中的燃料电池20内的燃料气体中的氢浓度N的变化的图表。
[0027]图7E是表示实施例3的第一排水处理和其后的处理中的残留水W的量的变化的图表。
[0028]图8是表示氢浓度N与排出残留水W所需的流量V的关系的图表。
具体实施方式
[0029]以下，针对本说明书所公开的技术的构成，接着上述项目1，按照每个项目进行说明。
[0030](项目2)
[0031]在项目1所述的燃料电池系统中，所述控制装置执行第二排水处理，该第二排水处理在关闭所述排出阀的状态下以比所述通常处理高且比所述第一排水处理低的流量使所
述燃料气体供给装置动作，从而从所述燃料气体排出路排出水。
[0032](项目3)
[0033]在项目1或2所述的燃料电池系统中，在所述第一排水处理中，使所述燃料电池的输出电流比所述通常处理高。
[0034](项目4)
[0035]在项目1～3中任一项所述的燃料电池系统中，所述控制装置在执行所述第一排水处理时，交替地执行所述第一排水处理和压力降低处理，所述压力降低处理在关闭所述排出阀的状态下以比所述第一排水处理低的流量使所述燃料气体供给装置动作，从而使所述燃料气体排出路内的压力降低。
[0036](项目5)
[0037]在项目4所述的燃料电池系统中，当所述第一排水处理和所述压力降低处理的重复次数超过基准次数时，降低打开所述排出阀的频度。
[0038]根据上述项目2的构成，在从燃料电池排出水时，能够在作为燃料气体的流量需要高的流量的情况下，实施第一排水处理，在作为燃料气体的流量不需要那么高的流量的情况下，实施第二排水处理。第二排水处理在关闭排出阀的状态下实施，但由于第二排水处理中的燃料气体的流量低，因此能够抑制燃料电池内的压力的上升。另外，根据第二排水处理，能够高效地利用燃料气体。
[0039]根据上述项目3的构成，由于在第一排水处理过程中在燃料电池内消耗的燃料气体增加，因此能够更有效地抑制燃料电池内的压力的上升。
[0040]根据上述项目4的构成，能够通过压力降低处理降低在第一排水处理中上升的燃料电池内的压力。
[0041]根据上述项目5的构成，能够抑制燃料电池内的燃料气体的浓度上升。由此，能够抑制由于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，具有：燃料电池，具有层叠的多个单电池；燃料气体供给单元；及控制装置，所述燃料电池具有：燃料气体供给路，向所述多个单电池供给燃料气体；及燃料气体排出路，排出通过了所述多个单电池的所述燃料气体，所述燃料气体供给单元具有：燃料气体供给装置，变更向所述燃料气体供给路供给的所述燃料气体的流量；回流路径，使从所述燃料气体排出路排出的所述燃料气体回流到所述燃料气体供给路；气液分离器，设置于所述回流路径；及排出阀，从所述气液分离器排出所述燃料气体和水，所述控制装置执行：通常处理，在关闭所述排出阀的状态下使所述燃料气体供给装置动作；及第一排水处理，在打开所述排出阀的状态下以比所述通常处理高的流量使所述燃料气体供给装置动作，从而从所述燃料气体排出路排出水。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：丸尾刚，田中诚一，森诚，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：