本发明专利技术的一实施例的燃料电池系统，包括：燃料处理装置，供给含氢燃料气体；氧化剂气体供给装置，供给含氧氧化剂气体；燃料电池堆，使用上述燃料气体和上述氧化剂气体引起电化学反应；冷却装置，对在上述燃料电池堆产生的热进行冷却；热回收装置，从供给到上述冷却装置而在上述燃料电池堆循环之后排出的高温的冷却水回收废热；以及水蒸气生成装置，供给具有自身压力的直供水，利用上述燃料处理装置的废热生成水蒸气，向供给到上述燃料电池堆的上述燃料气体及上述氧化剂气体中的至少一个供给上述水蒸气。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及采用高分子电解质燃料电池堆的燃料电池系统，更具体而言，涉及使得供给到燃料电池堆的燃料气体和/或氧化剂气体的加湿顺利进行从而稳定生产电力的。
技术介绍
高分子电解质燃料电池(PEMFC:Proton Exchange Membrane Fuel Cell)系统采用具有氢离子交换特性的高分子膜作为电解质，使用含氢的燃料气体和含氧的氧化剂气体引起电化学反应，从而生产电和热。燃料气体及氧化剂气体分别被加湿装置进行加湿之后，供给到燃料电池堆。在加湿装置中，例如，在喷雾型(BiAbler)加湿装置中，在使用加热器生成的温水中分别通过燃料气体及氧化剂气体，从而向燃料气体及氧化剂气体提供水分。但是，由于喷雾型加湿装置为了加热水而使用能量，所以燃料电池系统的耗电增加。即，燃料电池系统的效率降低。例如，膜型加湿装置在燃料电池堆的燃料气体及氧化剂气体的各个出口一侧，使含水分的其他气体在水蒸气透过膜中经过和移动，从而向燃料气体及氧化剂气体提供水分。膜型加湿装置是利用从燃料电池堆排出的热和水分来进行加湿的，所以能够比喷雾加湿装置节能。但是，膜型加湿装置很难使供给到燃料电池堆的燃料气体及氧化剂气体成为完全加湿状态，要实现完全加湿状态，就必须要增加透过膜的面积。即，在燃料电池系统内， 加湿装置的规模变大。
技术实现思路
本专利技术的一个方面的目的在于，提供一种，其不使用追加能量，而在使加湿装置的结构最小化的同时实现燃料气体及/或氧化剂气体的完全加湿。本专利技术的另一个方面的目的在于，提供一种，其回收从燃料处理装置内放出的废热来实现燃料气体及/或氧化剂气体的完全加湿。本专利技术的一个实施例的燃料电池系统，包括燃料处理装置，供给含氢燃料气体； 氧化剂气体供给装置，供给含氧氧化剂气体；燃料电池堆，使用上述燃料气体和上述氧化剂气体引起电化学反应；冷却装置，对在上述燃料电池堆产生的热进行冷却；热回收装置，从供给到上述冷却装置而在上述燃料电池堆循环之后排出的高温的冷却水回收废热；以及水蒸气生成装置，供给具有自身压力的直供水，利用上述燃料处理装置的废热生成水蒸气，向供给到上述燃料电池堆的上述燃料气体及上述氧化剂气体中的至少一个供给上述水蒸气。本专利技术的另一实施例的燃料电池系统，还可以包括直供水减压器，调节上述直供水的压力来调节所被供给的上述直供水的流量；以及比例控制阀，设在上述直供水减压器和上述水蒸气生成装置之间，调节加湿所需的水蒸气的量。本专利技术的另一实施例的燃料电池系统，还可以包括纯水生成装置，该纯水生成装置设在上述直供水减压器和上述比例控制阀之间，变换所被供给的上述直供水而生成纯水。上述水蒸气生成装置设在上述燃料处理装置内，本专利技术的另一实施例的燃料电池系统还可以包括喷嘴，该喷嘴设在上述燃料电池堆的燃料气体入口侧，向供给到上述燃料电池堆的上述燃料气体喷射上述水蒸气。本专利技术的另一实施例的燃料电池系统，还可以包括加湿装置，该加湿装置设在上述氧化剂气体供给装置和上述燃料电池堆的氧化剂气体入口之间。本专利技术的另一实施例的燃料电池系统，还可以包括电压检测部，按照时间的经过测量在上述燃料电池堆产生的电压；以及控制装置，按照在上述电压检测部检测到的电压来控制流入上述燃料电池堆的冷却水温度。本专利技术的另一实施例的燃料电池系统，还可以包括电力转换器，该电力转换器将在上述控制装置和上述燃料电池堆产生的直流电转换为交流电来测量发电电力。本专利技术的另一实施例的燃料电池系统，还可以包括冷却水入口温度传感器，用于测量上述燃料电池堆的冷却水入口温度；燃料气体入口温度传感器，用于测量上述燃料电池堆的燃料气体入口温度；以及氧化剂气体入口温度传感器，用于测量上述燃料电池堆的氧化剂气体入口温度。上述比例控制阀根据上述冷却水入口温度传感器、上述燃料气体入口温度传感器及上述氧化剂气体入口温度传感器的检测信号来控制上述加湿所需的水蒸气的量。上述水蒸气生成装置设在上述燃料处理装置内，本专利技术的另一实施例的燃料电池系统还可以包括喷嘴，该喷嘴设在上述燃料电池堆的氧化剂气体入口一侧，对供给到上述燃料电池堆的上述氧化剂气体喷射上述水蒸气。本专利技术的一实施例的燃料电池系统的控制方法，包括发电电力测量步骤，测量在燃料电池堆产生的发电电力；燃料电池堆内部温度维持步骤，根据在上述发电电力测量步骤测量的发电电力，将上述燃料电池堆的冷却水维持在设定值；以及加湿维持步骤，在上述燃料电池堆内部温度维持步骤之后，对供给到上述燃料电池堆的冷却水、燃料气体及氧化剂气体分别测量入口温度，若所测量的各测量温度值为设定值以上，则停止或减少上述燃料电池堆的加湿，若测量温度值小于测量温度值，则开放比例控制阀来执行并维持加湿。上述发电电力测量步骤可以包括发电电力判断步骤，在该发电电力判断步骤判断所测量的上述发电电力是否在设定范围之内，并反复进行发电电力测量直到所测量的上述发电电力属于设定范围之内。上述燃料电池堆内部温度维持步骤包括冷却水温度测量步骤，在供给到上述燃料电池堆的冷却水入口测量冷却水温度；以及冷却水温度判断步骤，判断上述冷却水温度是否属于设定值范围内，调节与热交换器连接的热交换泵的流量的同时反复进行上述冷却水温度测量，直到上述冷却水温度属于设定值范围内。上述加湿维持步骤还可以包括电压变动幅度测量步骤，对在上述燃料电池堆产生的电压的变动幅度进行测量；以及电压变动幅度判断步骤，判断在上述电压变动幅度测量步骤测量的电压变动幅度是否属于设定值范围内，并关闭上述比例控制阀来停止加湿， 直到电压变动幅度属于设定值范围内。上述加湿维持步骤可以包括气体温度测量步骤，在上述电压变动幅度属于设定6值范围内的情况下，分别测量供给到上述燃料电池堆的各入口的燃料气体及氧化剂气体的温度；气体温度判断步骤，判断上述燃料气体及上述氧化剂气体的温度测量值是否小于设定值；开放步骤，若上述温度测量值小于上述设定值，为了加湿而开放上述比例控制阀；以及关闭和减少步骤，若上述温度测量值为上述设定值以上，则为了停止和减少加湿，关闭上述比例控制阀，或减少上述比例控制阀的流量。上述加湿维持步骤可以包括气体温度再测量步骤，在上述关闭和减少步骤之后， 在设定时间内重新测量供给到上述燃料电池堆的燃料气体及氧化剂气体的温度；以及再测量温度范围判断步骤，判断上述燃料气体及上述氧化剂气体的温度再测量值是否属于设定值范围内，在上述温度再测量值属于设定值范围内的情况下，重新执行电压变动幅度测量步骤。上述加湿维持步骤可以对上述燃料气体及上述氧化剂气体中的至少一个进行加湿。根据本专利技术的一实施例，不使用另外的水泵，并且在没有追加耗电的情况下供给直供水，并在利用在燃料处理装置内放出的废热的水蒸气生成装置产生水蒸气来向燃料气体及/或氧化剂气体喷射，由此实现完全加湿，从而具有使得燃料电池系统的结构简单且减少耗电的效果。附图说明图1是示意地表示本专利技术的第一实施例的燃料电池系统的结构图。图2是示出本专利技术的第一实施例的燃料电池系统的控制方法的顺序图。图3是示意地表示本专利技术的第二实施例的燃料电池系统的结构图。具体实施例方式下面，参照附图，对本专利技术的实施例进行详细说明，以便具有本专利技术所属领域的普通技术的人员能够容易实施。但是，本专利技术可以体现为各种不同的方式，不限于在此说明的实施例。为了明确说明本专利技术，在附图本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种燃料电池系统，其特征在于，包括：燃料处理装置，供给含氢燃料气体；氧化剂气体供给装置，供给含氧氧化剂气体；燃料电池堆，使用上述燃料气体和上述氧化剂气体引起电化学反应；冷却装置，对在上述燃料电池堆产生的热进行冷却；热回收装置，从供给到上述冷却装置而在上述燃料电池堆循环之后排出的高温的冷却水回收废热；以及水蒸气生成装置，供给具有自身压力的直供水，利用上述燃料处理装置的废热生成水蒸气，向供给到上述燃料电池堆的上述燃料气体及上述氧化剂气体中的至少一个供给上述水蒸气。
【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：赵莹穆，
申请(专利权)人：燃料电池能量公司，
类型：发明
国别省市：KR
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。