本发明专利技术能够不使燃料气体的压力下降地实现电解质膜的水分分布的均匀化。一种燃料电池系统（１），包括电解质膜（１１）、设置在电解质膜（１１）的一个面上的氧化剂极和设置在电解质膜（１１）的另一个面上的燃料极，沿着氧化剂极的面供给氧化剂气体的氧化剂气体流路（１４）与沿着燃料极的面供给燃料气体的燃料气体流路（１５）被设置成氧化剂气体的流通方向与燃料气体的流通方向相对向。在该燃料电池系统中，控制单元（５０）在电解质膜（１１）干燥的情况下，进行使在燃料气体流路（１５）中流动的燃料气体的流量增加的控制。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及燃料电池系统以及燃料电池系统的控制装置。
技术介绍
现有如下所述的燃料电池系统，其包括电解质膜、设置在该电解质膜 的 一个面上的氧化剂极和设置在另 一个面上的燃料极，使用向氧化剂极供 给的包含氧的空气等氧化剂气体和向燃料极供给的包含氢的燃料气体进行发电(例如，参照日本特开2004-127914号公报以及日本特开2000-340241号公报)。在这样的燃料电池系统中，如果电解质膜的含水量不足，则电解质膜 的阻抗升高，电池的输出下降。作为防止该电解质膜的含水量的不足引起的电池的输出下降的技术， 在曰本特开2004-127914号公报中，提出了这样的技术方案在诊断为燃 料电池的内部的水分不足时，将氢压力比空气压力低，促进水从氧化剂极 侧经由电解质膜向燃料极侧移动。另外，在日本特开2000-340241号公报中，公开了这样的技术方案 以比向燃料极供给的含氢气体高的压力向氧化剂极供给含氧气体，由此通 过压力差向燃料极侧排除在氧化剂极侧产生的生成水，并且在燃料极侧#卜 充必要的水。
技术实现思路
但是，在上述日本特开2004-127914号公报所记载的技术中，使氢压 下降，可能导致发电所需的氢不足的状态即氢欠缺状态。因此，本专利技术提供能够不使燃料气体的压力下降地实现电解质膜的水 分分布的均匀化的燃料电池系统。本专利技术的燃料电池系统，具有电解质膜、设置在所述电解质膜的一面 的氧化剂极和设置在所述电解质膜的另一面的燃料极，沿着所述氧化剂极 的面供给氧化剂气体的氧化剂气体流路和沿着所述燃料极的面供给燃料气 体的燃料气体流路被设置成氧化剂气体的流通方向与燃料气体的流通方向相对向，该燃料电池系统的特征在于具有控制单元，该控制单元在所述 电解质膜干燥的情况下，进行使在所述燃料气体流路中流动的燃料气体的 流量增加的控制。在本专利技术的一个技术方案中，所述控制单元在所述电解质膜干燥并且 所述燃料电池系统的运行状态为预定的高负载状态的情况下，进行使所述 燃料气体流路内的燃料气体的压力降低的控制。关于本专利技术的燃料电池系统的控制装置，所述燃料电池系统具有电解 质膜、设置在所述电解质膜的一面的氧化剂极和设置在所述电解质膜的另 一面的燃料极，沿着所述氧化剂极的面供给氧化剂气体的氧化剂气体流路 和沿着所述燃料极的面供给燃料气体的燃料气体流路被设置成氧化剂气体 的流通方向与燃料气体的流通方向相对向，该控制装置的特征在于在所 述电解质膜干燥的情况下，进行使在所述燃料气体流路中流动的燃料气体 的流量增加的控制。在本专利技术的一个技术方案中，在所述电解质膜干燥并且所述燃料电池 系统的运行状态为预定的高负载状态的情况下，进行使所述燃料气体流路 内的燃料气体的压力下降的控制。根据本专利技术，能够提供能够不使燃料气体的压力下降地实现电解质膜 的水分分布的均勻化的燃料电池系统。附图说明图l是表示实施方式的燃料电池系统的结构的概略图。 图2是表示燃料电池的结构的概略剖视图。图3是表示由控制装置执行的处理的流程图。 图4是表示电解质膜干燥的情况的示意图。 图5是表示使氢的流量增加的情况的示意图。具体实施例方式下面，根据附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1是表示本实施方式的燃料电池系统1的结构的概略图。该燃料电 池系统l是使用氧化剂气体和燃料气体发电的系统，在本实施方式中，搭 载于燃料电池汽车。但是，燃料电池系统1也可以应用于燃料电池汽车以 外。在图1中，燃料电池系统1具有燃料电池10。该燃料电池10接受氧化剂气体和燃料气体的供给而发电。具体地说，氧化剂气体是包含氧(氧 气)的空气等气体，燃料气体是包含氢(氢气)的气体，燃料电池10利用 氪和氧的电化学反应而发电。燃料电池10例如为固体高分子电解质型的燃料电池。图2是表示燃料电池10的结构的概略剖视图。下面，参照图2，对燃 料电池10的结构进行说明。另外，在本实施方式中，燃料电池10具有多 个单电池层叠起来的层叠构造，但在图2中，为了方便，表示成单一的电池。在图2中，燃料电池IO包含电解质膜ll、设置在电解质膜ll的一个 面上的氧化剂极(称作阴极)12和设置在电解质膜11的另一个面上的燃 料极(称作阳极)13。具体地说，燃料电池10包含在电解质膜11上接合 有氧化剂极12以及燃料极13而成的膜电极接合体(MEA: Membrane Electrode Assembly )。在氧化剂极12的外面侧，沿着氧化剂极12的面设有向氧化剂极12 供给氧化剂气体的氧化剂气体流路14，在燃料极13的外面侧，沿着燃料 极13的面设有向燃料极13供给燃料气体的燃料气体流路15。具体地说， 在氧化剂极12的外面侧，夹着扩散层16设有形成有氧化剂气体流路145的隔板，在燃料极13的外面侧，夹着扩散层17设有形成有燃料气体流路 15的隔板。在本实施方式中，氧化剂气体流路14以及燃料气体流路15被设置成 氧化剂气体流路14内的氧化剂气体的流通方向与燃料气体流路15内的燃 料气体的流通方向互相相对向。在这里，氧化剂气体的流通方向与燃料气 体的流通方向在燃料电池10的面内的至少一部分区域相对向即可，另外， 也可以倾斜地相对向。在这里，对于燃料电池10的发电作用进行说明。在氧化剂气体流路 14中，经由其入口 14A供给氧化剂气体，由此向氧化剂极12供给氧化剂 气体。另一方面，在燃料气体流路15中，经由其入口 15A供给燃料气体， 由此向燃料极13供给燃料气体。燃料电池10使用供给到氧化剂极12的氧 化剂气体和供给到燃料极13的燃料气体进行发电。具体地说，通过铂的催 化剂作用等，在燃料极13侧产生下述式(1)所示的反应，在氧化剂极12 侧产生下述式(2)所示的反应，整体产生下述式(3)所示的起电反应。H2 —2H++2e—......(1 )2H'+ (1/2) 02+2e、H20……(2)H2+ ( 1/2 ) 02 —H20……(3)然后，从氧化剂气体流路14经由其出口 14B排出阴极排气，从燃料 气体流路15经由其出口 15B排出阳极排气。再次参照图1,在氧化剂气体流路14的入口 ，连接有将从压缩机21 供给的空气导入氧化剂气体流路14的氧化剂供给流路22，在氧化剂气体 流路14的出口 ，连接有将从该氧化剂气体流路14排出的阴极排气向外部 导出的氧化剂排出流路23。在氧化剂排出流路23上，设有用于调节该流 路内的气体的压力的压力调节阀24。另外，在图l中没有表示，但在与氧 化剂气体流路14相连的流路22、 23上，适当i殳有测定流路内的气体的压 力的压力传感器、用于开闭流路的阀(关气阀(工77卞:y卜/"^:Z))、 加湿组件等。另一方面，在燃料气体流路15的入口，连接有将从储藏高压氢气的氩罐31供给的氢导入燃料气体流路15的燃料供给流路32，在燃料气体流路 15的出口 ，连接有使从该燃料气体流路15排出的阳极排气返回到燃料供 给流路32的循环流路33。在燃料供给流路32上，设有对该流路内的气体 的压力进行调节的压力调节阀34。在循环流路33上，设有用于使氢循环 的氢泵38。另外，在循环流路33上，连接有将从燃料气体流路15排出的 阳极排气向外部导出的燃料排出流路35，在该燃料排出流路35上，设有 对该流路进行开闭的排气阀(清除阀)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃料电池系统，具有电解质膜、设置在所述电解质膜的一面的氧化剂极和设置在所述电解质膜的另一面的燃料极，沿着所述氧化剂极的面供给氧化剂气体的氧化剂气体流路和沿着所述燃料极的面供给燃料气体的燃料气体流路被设置成氧化剂气体的流通方向与燃料气体的流通方向相对向，该燃料电池系统的特征在于： 具有控制单元，该控制单元在所述电解质膜干燥的情况下，进行使在所述燃料气体流路中流动的燃料气体的流量增加的控制。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：桥本卓哉，窪英树，
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]
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