根据本发明专利技术的空冷式燃料电池的吸气设备设置有：外部空气温度检测装置；外部空气流动通道；外部空气流量调节阀；内部空气温度检测装置；内部空气流动通道；内部空气流量调节阀；空调空气通道；空调空气流量调节阀；以及吸气控制装置，其用于根据由外部空气温度检测装置和内部空气温度检测装置检测到的各温度，驱动和控制外部空气流量调节阀、内部空气流量调节阀和空调空气流量调节阀，其中该吸气控制装置通过使空气穿过各流动通道和各调节阀中的一个或多个产生具有适当温度的气体，并将该气体提供给燃料电池主体作为氧化气体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及空冷式燃料电池的吸气设备。更具体来说，本专利技术涉及能够对提供给空冷式燃料电池的燃料电池主体的氧化气体进行温度调节并且使燃料电池主体保持在能够发电的温度的空冷式燃料电池的吸气设备。
技术介绍
安装在车辆上的燃料电池的工作温度范围是固定的，因此，燃料电池需要被冷却和加热，使得燃料电池主体的温度包括在该温度范围内。传统的广泛使用的水冷式燃料电池被配置为图7中所示。图7中所示的水冷式燃料电池101设置有燃料电池主体102，燃料 电池主体102包括堆叠在其中的多个作为最小结构单元(单位电池)的电池，并且存储在高压氢罐103中的压缩氢气通过使用阳极吸气通道104经由减压阀105引入到燃料电池主体102的阳极吸气单元106中。另一方面，水冷式燃料电池101通过压缩机109压缩经由过滤器107引入到阴极吸气通道108中的吸入空气，并且将该吸入空气引导到燃料电池主体102的阴极吸气单元110中作为氧化气体。因此，在水冷式燃料电池101中，由堆叠在燃料电池主体102中的多个电池进行发电。从燃料电池主体102的阴极排气单元111排放到阴极排气通道112的阴极尾气在被汽水分离器113分离出该尾气中的一部分水分之后，经由用于对阴极系统进行压力控制的背压阀114释放到外部空气。同样地，从燃料电池主体102的阳极排气单元115排放到阳极排气通道116的阳极尾气穿过汽水分离器117，并且通过使用连接到阴极排气通道112的中部的阳极排气通道116经由清除阀118混入到阴极尾气中。从阳极排气单元115排出的清除的氢的量被阴极尾气在浓度上减小到低于燃烧浓度下限，并且被释放到外部空气中。为了提高氢的利用率，水冷式燃料电池101被配置为通过使用阳极返回通道119将阳极排气通道116连接到阳极吸气单元106以利用设置在阳极返回通道119中的氢泵120将阳极尾气再循环到阳极吸气单元106。水冷式燃料电池101设置有水冷类型的冷却系统121。在冷却系统121的冷却水导入通道122中，在燃料电池主体102的前阶段设置有水泵123，以将冷却水压送到散热器124。冷却燃料电池主体102后的冷却水在散热器124处与大气进行热交换，然后通过冷却水导出通道125再次返回到燃料电池主体124的后阶段。注意，在冷却系统121中设置有空调设备126的加热设备127。加热设备127设置有连接在冷却水导入通道122和冷却水导出通道125之间的加热通道128，并且包括在通过调节阀129与散热器124并联的加热通道128中用于加热车内的加热器芯130。如果需要加热，则空调设备126通过打开加热设备127的调节阀129将高温冷却水提供给加热器芯130，并且通过驱动用于吹风的风扇131来加热车内。如上所述，水冷式燃料电池101包括很多辅助装置，如用于压缩引入的吸入空气以增加燃料电池主体102的输出密度的压缩机109。因此，水冷式燃料电池101趋向于系统配置复杂、尺寸大、重量重并且成本高。相对比，空冷式燃料电池是可接受的，其尽可能地排除像压缩机这样的附件，并且采用风冷系统以冷却燃料电池，从而简化系统配置。如图8中所示，空冷式燃料电池201设置有燃料电池主体202，燃料电池主体202包括堆叠在其中的多个作为最小结构单元(单位电池)的电池。存储在高压氢罐203中的压缩氢气在被阳极吸气通道204的减压阀205减压之后引入到燃料电池主体202的阳极吸气单元206。另一方面，与图7的水冷式燃料电池101不同，空冷式燃料电池201不包括压缩机109。空冷式燃料电池201使用通过过滤器207引入到阴极吸气通道208中的吸入空气作为氧化气体，并且通过低压供气风扇209将该氧化气体提供给燃料电池主体202的阴极吸气单元210。提供给阴极吸气单元210的氧化气体不仅作为与氢的反应的气体在燃料电池主体202内堆叠的多个电池中用于发电反应，而且还具有从燃料电池主体202吸取废热并冷却燃料电池主体202的作用。该氧化气体在与氢反应并冷却燃料电池主体202之后从燃料电池主体202的阴极 排气单元211排放到阴极排气通道212中，并释放到外部空气中。从燃料电池主体202的阳极排气单元213排放到阳极排气通道214中的阳极尾气利用连接到阴极排气通道212的中部的阳极排气通道214经由清除阀215混入到阴极尾气中。当进行阳极侧氢气清除时，排放的氢气被阴极侧尾气稀释到低于燃烧浓度下限值，并且释放到外部空气中。已经公开了在传统的空冷式燃料电池的吸气设备中使用车内空气冷却或加热其中堆叠有多个电池的燃料电池主体的外壳内的内部空间以及整个燃料电池的技术(专利文献I和专利文献2)现有技术文献专利文献日本特开2006-076325号公报日本特开2009-056940号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题另外，燃料电池的工作温度范围是固定的，因此，燃料电池需要被冷却和加热，以包括在该温度范围内。因为通常空冷式燃料电池的冷却能力特别低，所以与水冷式燃料电池相比，在温度调节方面需要采取措施。因此，在专利文献I和专利文献2中，使用车内空气冷却或加热其中堆叠有多个电池的燃料电池主体的外壳内的内部空间以及整个燃料电池。然而，专利文献I和专利文献2中描述的技术被设计为不利用提供给燃料电池主体的氧化气体进行冷却或加热。因此，该技术不能有效地冷却和加热燃料电池主体。本专利技术的目的是实现一种通过向空冷式燃料电池提供温度调节后的空气作为氧化气体能够使燃料电池主体保持在能够发电的温度并且通过使用车内空气能够有效冷却和加热燃料电池主体的空冷式燃料电池的吸气设备。用于解决问题的方案根据本专利技术的空冷式燃料电池的吸气设备包括安装在包括空调设备的车辆上的燃料电池主体，将温度调节后的氧化气体提供给所述燃料电池主体，并且利用所述氧化气体和大气中的一个或多个来冷却所述燃料电池主体，所述吸气设备包括外部空气温度检测装置，其用于检测车辆外部空气的温度；外部空气流动通道，其用于引入所述车辆的外部空气；外部空气流量调节阀，其用于调节经由所述外部空气流动通道流动的气体的流量；内部空气温度检测装置，其用于检测所述车辆的内部空气的温度；内部空气流动通道，其用于引入所述车辆的内部空气；内部空气流量调节阀，其用于调节经由所述内部空气流动通道流动的气体的流量；空调空气通道，其用于引入经所述空调设备温度被调节后的空气；空调空气流量调节阀，其用于调节经由所述空调空气通道流动的气体的流量；以及吸气控制装置，其用于根据由所述外部空气温度检测装置和所述内部空气温度检测装置检测到的各温度，驱动和控制所述外部空气流量调节阀、所述内部空气流量调节阀和所述空调空气流量调节阀，其中所述吸气控制装置通过使空气穿过各流动通道和各调节阀中的一个或多个产生具有适当温度的气体，并将该气体提供给所述燃料电池主体作为所述氧化气体。专利技术效果根据本专利技术的空冷式燃料电池的吸气设备通过将温度调节后的空气提供给空冷 式燃料电池作为氧化气体(也作为冷却风)，可以将燃料电池主体保持在能够发电的温度。另外，根据本专利技术的空冷式燃料电池的吸气设备可以通过利用车内空气有效冷却和加热燃料电池主体。附图说明图I是空冷式燃料电池的吸气设备的控制流程图。(实施例)图2是空冷式燃料电池的吸气设备的框图。(实施例)图3是示出在外部空气本文档来自技高网...
【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：高田洋平，池谷谦吾，松本善全，广田和幸，
申请(专利权)人：铃木株式会社，
类型：
国别省市：
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