燃料电池系统及利用燃料电池的热进行供暖的方法技术方案

燃料电池系统具备：燃料电池，其具有将多个单电池层叠而构成的层叠体；热交换器，其设置在层叠体的层叠方向的中间位置，且具有使热交换用的流体通过的流路；供暖装置，其利用通过了流路的流体进行供暖。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
以往，作为利用燃料电池的废热的技术，已知有例如专利文献I公开的技术。然而，在该技术中，与对于燃料电池产生的热量的利用相关的措施并不未充分。这种问题并不局限于搭载在车辆上的燃料电池系统，在利用燃料电池产生的热的整个燃料电池系统中为共同的问题。在先技术文献专利文献 专利文献I :日本特开2009-245627号公报专利文献2 :日本特开2003-130491号公报专利文献3 :日本特开2001-167779号公报
技术实现思路
本专利技术为了解决上述的现有课题而作出，其目的在于提供一种能够有效地利用燃料电池产生的热的技术。本专利技术为了解决上述的课题的至少一部分，可以采取以下的方式或适用例。一种燃料电池系统，具备燃料电池，具有将多个单电池层叠而构成的层叠体；热交换器，设置在所述层叠体的层叠方向的中间位置，且具有供热交换用的流体通过的流路；供暖装置，利用通过了所述流路的流体进行供暖。根据该结构，热交换器能够高效率地与燃料电池的层叠体进行热交换，并且供暖装置能够高效率地利用燃料电池产生的热量。在适用例I记载的燃料电池系统中，还具备检测所述流体的温度的温度传感器。根据该结构，由于流体的温度与燃料电池的温度存在相关关系，因此根据检测到的流体的温度，能够推定燃料电池的温度。在适用例2记载的燃料电池系统中，还具备循环回路，使冷却所述燃料电池用的冷却介质循环；循环控制部，基于所述检测到的流体的温度，控制在所述循环回路中循环的所述冷却介质的流动。根据该结构，基于与燃料电池的温度存在相关关系的流体的温度，能够控制冷却介质的循环。在适用例3记载的燃料电池系统中，所述循环控制部在判定为所述检测到的流体的温度超过规定值的情况下使所述冷却介质的循环开始。根据该结构，在燃料电池的暖机运转时，即使冷却介质的循环不开始，也能够检测燃料电池的温度的上升，因此能够缩短燃料电池的暖机运转所需的时间，并且能够抑制燃料电池发生过热的情况。 在适用例f适用例4中任一项记载的燃料电池系统中，还具备覆盖所述燃料电池的壳体，所述流体是气体，用于供所述流体向所述热交换器的流路流入的流入口设置在所述壳体的内部空间中。根据该结构，能够抑制异物等进入热交换器的流路的情况。在适用例5记载的燃料电池系统中，还具备检测所述流体的氢浓度的氢浓度检测部。根据该结构，能够检测从燃料电池的氢泄漏。在适用例6记载的燃料电池系统中，还具备流体供给部，将通过了所述热交换器的流路的流体向所述供暖装置供给；氢浓度判定部，判定所述检测到的氢浓度是否超过规定值，所述流体供给部在所述检测到的氢浓度超过规定值的情况下停止所述流体向所述供暖装置的供给。根据该结构，在检测到从燃料电池的氢泄漏的情况下，能够抑制向供暖装置供给氢的情况。在适用例6或适用例7记载的燃料电池系统中，所述流入口设置在所述壳体的内部空间的上方。从燃料电池漏出的氢容易滞留在壳体的上方，因此根据该结构，能够高灵敏度地检测从燃料电池的氢泄漏。在适用例2 适用例8中任一项记载的燃料电池系统中，还具备第二温度传感器，检测用于冷却所述燃料电池的冷却介质的温度；流量控制部，基于所述检测到的冷却介质的温度和所述检测到的流体的温度，控制所述流体的流量。根据该结构，通过控制流体的流量，能够调整燃料电池的温度。在适用例9记载的燃料电池系统中，所述流量控制部在判定为所述检测到的冷却介质的温度超过规定值且判定为所述检测到的流体的温度超过规定值的情况下使所述流体的流量增加。根据该结构，能够抑制燃料电池的过热，能够抑制燃料电池含有的电解质膜的干燥。·在适用例9或适用例10记载的燃料电池系统中，还具备流体供给部，将通过了所述热交换器的流路的流体向所述供暖装置供给；阀，设于所述流体供给部，能够将通过了所述热交换器的流路的流体向外部放出，所述流体是气体，所述阀在所述供暖装置未进行利用了所述流体的供暖的情况下打开。根据该结构，在供暖装置未进行利用了流体的供暖的情况下，能够将通过了热交换器的流路的流体向外部放出。在适用例f适用例11中任一项记载的燃料电池系统中，在所述热交换器设有贯通孔，该贯通孔用于供冷却所述燃料电池用的冷却介质通过。根据该结构，热交换器能够与冷却介质进行热交换。在适用例f适用例12中任一项记载的燃料电池系统中，所述热交换器设置在所述层叠体的层叠方向的大致中央的位置。层叠体的大致中央的位置与层叠体的其他的部分相比为较高温度，因此根据该结构，热交换器能够高效率地与燃料电池的层叠体进行热交换。在适用例f适用例13中任一项记载的燃料电池系统中，还具备氧化剂气体供给量设定部，基于所述燃料电池要求的输出和所述供暖装置要求的热量，设定向所述燃料电池供给的氧化剂气体的供给量；氧化剂气体供给部，基于设定了的所述氧化剂气体的供给量对所述燃料电池供给所述氧化剂气体。根据该结构，能够以满足燃料电池要求的输出和供暖装置要求的热量的方式，对燃料电池供给适当量的氧化剂气体。在适用例f适用例14中任一项记载的燃料电池系统中，所述燃料电池为电位浮动的状态，所述热交换器经由电阻器而接地，所述燃料电池系统还具备检测所述电阻器的两端的电位差的电压检测器。在燃料电池发生绝缘破坏时，由于在电阻器的两端产生电位差，因此根据该结构，能够检测燃料电池的绝缘破坏这一情况。另外，本专利技术能够以各种方式来实现。例如，以进行利用了燃料电池的热的供暖的方法及装置、用于实现这些方法或装置的功能的集成电路、计算机程序、记录了该计算机程序的记录介质等的方式实现。附图说明图I是表示作为本专利技术的一实施例的燃料电池系统10的概略结构的说明图。 图2是表示燃料电池100起动时的冷却水的循环开始的时刻的说明图。图3是表示燃料电池100的输出特性与空气化学计量比的关系的说明图。图4是表示第二实施例的燃料电池系统IOb的结构的要部的说明图。图5是表示第二实施例的热交换器170b的结构的说明图。图6是将热交换器170b及其周边的截面放大表不的说明图。图7是表示空调装置150b的处理的流程图。图8是表示第三实施例的燃料电池系统IOc的结构的要部的说明图。图9是表示第四实施例的燃料电池系统IOd的结构的要部的说明图。符号说明10…燃料电池系统IOb…燃料电池系统IOc…燃料电池系统IOd…燃料电池系统12…客室50…氢罐51…截止阀52…调节器53…配管54…排出配管60…气泵61…配管63…排出配管70…散热器71…水泵72…配管73…配管74…配管75…三通阀100…燃料电池110…端板140…层叠体141…单电池142…岐管143…隔板144…隔板150…空调装置·150b…空调装置152…热交换器170…热交换器170b…热交换器170d…热交换器171···流路171b …流路172 …流出口172b …流出口173 …流入口173b …流入口173d …流入口174…流路175…流路178…温度传感器179…循环泵181…通道182…配管183...电阻器184…电压检测器185…温度传感器191…贯通孔193…贯通孔200…控制单元210…循环控制部220…氧化剂气体调整部225…风量控制部230…氢浓度判定部300…壳体301…氢探测器302…吹风机303 …阀具体实施例方式接下来，基于实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：片野刚司，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：