專利名稱：燃料電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在發(fā)電停止時(shí)向燃料電池堆提供掃氣氣體、從而排出 燃料電池堆內(nèi)部的水分的燃料電池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，作為解決環(huán)境問題的一環(huán)，低公害汽車的開發(fā)獲得進(jìn)展， 其中之一是以燃料電池系統(tǒng)為車載電源的燃料電池車輛。燃料電池系 統(tǒng)是如下能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)向在電解質(zhì)膜的一個(gè)面上配置陽(yáng)極、另一個(gè) 面上配置陰極而構(gòu)成的膜-電極接合體提供反應(yīng)氣體，從而發(fā)生電化學(xué) 反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。其中，將固體高分子膜作為電解質(zhì)使用 的固體高分子電解質(zhì)型燃料電池系統(tǒng)成本低，易于小型化，并具有較 高輸出密度，因此有望作為車載電源使用。
燃料電池堆的氣體通道內(nèi)部殘留有因反應(yīng)氣體的電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn) 生的生成水、及用于加濕反應(yīng)氣體的加濕水等，在對(duì)這些殘留水置之 不理的情況下停止發(fā)電時(shí)，在低溫環(huán)境下殘留水凍結(jié)，妨礙反應(yīng)氣體 向膜-電極接合體的擴(kuò)散，低溫啟動(dòng)性降低。
鑒于如上問題，目前進(jìn)行如下掃氣處理發(fā)電停止時(shí)，通過蓄電 裝置的電力驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)，排出殘留在燃料電池堆內(nèi)部的氣體通道
內(nèi)的水分。日本特開2003-297399號(hào)公報(bào)中提出了以下方法推測(cè)燃料 電池堆內(nèi)部的殘留水量，殘留水量越多，越增加掃氣時(shí)間。
專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-297399號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
3但是，燃料電池堆內(nèi)部的殘留水量由于運(yùn)轉(zhuǎn)輸出、氣溫、濕度等
不同而有極大不同，因此在日本特開2003-297399號(hào)公報(bào)的方法中，掃 氣所需的時(shí)間必須每次根據(jù)殘留水量進(jìn)行調(diào)整，因此掃氣控制變得復(fù) 雜。
因此，本發(fā)明的課題是，解決上述問題，提出能使掃氣控制簡(jiǎn)單 化的燃料電池系統(tǒng)。
為了解決上述課題，本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)具有燃料電池堆， 接受反應(yīng)氣體的供給而發(fā)電；掃氣裝置，在發(fā)電停止時(shí)，對(duì)燃料電池 堆內(nèi)部殘留的水分進(jìn)行掃氣；蓄電裝置，向掃氣裝置提供工作電力； 水收支控制裝置，控制向燃料電池堆流入以及從燃料電池堆流出的水 收支，使掃氣裝置對(duì)燃料電池堆內(nèi)部殘留的水分進(jìn)行掃氣所需的時(shí)間 大致一定。
通過控制向燃料電池堆流入以及從燃料電池堆流出的水收支(生 成水量、帶走水量及加濕水量的收支計(jì)算)，使掃氣裝置對(duì)燃料電池堆 內(nèi)部殘留的水分進(jìn)行掃氣所需的時(shí)間大致一定，能使掃氣控制簡(jiǎn)單化。


圖1是本實(shí)施方式涉及的燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成圖。 圖2是表示用于將掃氣處理所需時(shí)間調(diào)整得大致一定的水收支控 制的流程圖。
圖3是表示目標(biāo)交流阻抗的計(jì)算過程的說明圖。 圖4是表示水收支的控制過程的說明圖。
具體實(shí)施例方式
圖1表示本實(shí)施方式的燃料電池系統(tǒng)10的系統(tǒng)構(gòu)成。
燃料電池系統(tǒng)10作為燃料電池車輛的車載用發(fā)電系統(tǒng)而發(fā)揮作
4用，具有由層疊多個(gè)電池而成的堆結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的固體高分子電解質(zhì)型 的燃料電池堆40。電池包括在電解質(zhì)膜的一個(gè)面上配置陽(yáng)極、另一 個(gè)面上配置陰極而形成的膜-電極接合體；和在膜-電極接合體上形成了 用于使反應(yīng)氣體(燃料氣體、氧化氣體)流動(dòng)的氣體通道(陽(yáng)極氣體通道、 陰極氣體通道)、使致冷劑流動(dòng)的致冷劑路徑的隔板。燃料電池堆40 在陽(yáng)極接受氫氣(燃料氣體)的供給，并且在陰極接受氧氣(氧化氣體)的 供給，從而進(jìn)行發(fā)電。
在燃料電池堆40中，在陽(yáng)極中發(fā)生(l)式的氧化反應(yīng)，在陰極中發(fā) 生(2)式的還原反應(yīng)。作為燃料電池堆40整體，發(fā)生(3)式的反應(yīng)。 H2 — 2H十+ 2e陽(yáng)…(l) (l/2)02 + 2H+ + 2e- — H20 …(2) H2 + (l/2)02 — H20 …(3)
燃料電池系統(tǒng)10的氧氣供給系統(tǒng)中設(shè)有向燃料電池堆40提供 氧氣的氧氣供給路徑11;和將從燃料電池堆40排出的氧廢氣排出到外 部的氧廢氣排出路徑12。氧氣供給路徑11中設(shè)有除去大氣中的氧氣 中含有的粉塵等的過濾器13;對(duì)氧氣進(jìn)行加壓的空氣壓縮機(jī)14;和將
由空氣壓縮機(jī)14加壓后的氧氣適當(dāng)?shù)丶訚竦募訚窠M件15。
加濕組件15在從大氣取入的低濕的氧氣(干燥氣體)與從燃料電池 堆40的陰極排出的高濕的氧廢氣(濕氣體)之間，進(jìn)行水分交換。如(2) 式所示，在陰極中，由于生成了水，因此從陰極排出的氧廢氣含有大 量的水分。通過加濕組件15加濕的氧氣通過氧氣供給路徑11提供到 燃料電池堆40，用于燃料電池堆40的發(fā)電。氧廢氣排出路徑12是設(shè) 置在氧氣的排出系統(tǒng)中的配管，在加濕組件15和燃料電池堆40之間， 設(shè)有調(diào)整燃料電池堆40內(nèi)的氧氣壓力的調(diào)壓閥16。在氧廢氣排出路徑 12中流動(dòng)的氧廢氣通過調(diào)壓閥16在加濕組件15中用于水分交換后， 作為排氣排出到系統(tǒng)外的大氣中。燃料電池系統(tǒng)IO的氫氣供給系統(tǒng)中設(shè)有作為存儲(chǔ)了高壓氫氣的 氫供給源的氫罐21;將氫罐21內(nèi)填充的氫氣提供到燃料電池堆40的氫氣供給路徑22;控制從氫罐21到氫氣供給路徑22的氫氣供給/停止 的斷開閥29;控制從氫氣供給路徑22到燃料電池堆40的氫氣供給/停 止的斷開閩28;使從燃料電池堆40排出的氫廢氣(未反應(yīng)的氫氣)回流 到氫廢氣排出路徑22中的循環(huán)路徑23;將在循環(huán)路徑23中流動(dòng)的氫 廢氣壓送到氫氣供給路徑22的氫泵24;和從循環(huán)路徑23分支，與氧 廢氣排出路徑12合流的排出路徑25。在氫廢氣排出路徑22的上游側(cè)，設(shè)有調(diào)整從氫罐21流出的高壓 氫氣的壓力的調(diào)節(jié)器27，循環(huán)路徑23與調(diào)節(jié)器27的下游側(cè)合流。從 氫罐21流出到氫氣供給路徑22的氫氣與在循環(huán)路徑23中回流的氫廢 氣在氫氣供給路徑22和循環(huán)路徑23之間的連接點(diǎn)上合流，變?yōu)榛旌?氣體，提供到燃料電池堆40。循環(huán)路徑23的氫泵24的下游側(cè)設(shè)有止 回閥26，用于抑制回流到燃料電池堆40的氫廢氣的倒流。在氫泵24的上游側(cè)設(shè)有氣液分離器30，用于將水分從在循環(huán)路徑 23中流動(dòng)的氫廢氣中分離。在循環(huán)路徑23中流動(dòng)的流體包括從燃料 電池堆40排出的氫廢氣；由于燃料電池堆40中的電化學(xué)反應(yīng)而生成 的生成水。氣液分離器30將該生成水從氫廢氣中分離。水分被分離后 的氫廢氣通過氫泵24回流到燃料電池堆40，而在氣液分離器30中回 收的水分通過排水閥31從流體配管32排出到氧廢氣排出路徑12中。流體配管32的上游端與氣液分離器30的排水閥31連接，其下游 端與氧廢氣排出路徑12連接，使由氣液分離器30分離出來的水分流 入到氧廢氣排出路徑12中。排出路徑25中設(shè)有作為對(duì)其進(jìn)行開關(guān)的 關(guān)閉閥發(fā)揮作用的放氣閥33。通過適當(dāng)開關(guān)放氣閥33，能將氫廢氣中 含有的雜質(zhì)與氫廢氣一起經(jīng)由排出路徑25而排出到氧廢氣排出路徑12 中。通過將氫廢氣中含有的雜質(zhì)從排出路徑25排出，能降低氫廢氣中 的雜質(zhì)濃度，并且提高循環(huán)提供到燃料電池堆40的氫廢氣中的氫濃度。燃料電池系統(tǒng)10的電力系統(tǒng)中設(shè)有作為蓄電裝置的二次電池 42，用于將燃料電池堆40的發(fā)電電力或車輛制動(dòng)時(shí)的再生能量蓄電； DC/DC轉(zhuǎn)換器41，調(diào)整燃料電池堆40的輸出電壓，從而控制燃料電 池堆40和二次電池42的電力供給分配；和牽引逆變器43，將從燃料 電池堆40或二次電池42提供的直流電力轉(zhuǎn)化為交流電力，并提供到 牽引電動(dòng)機(jī)(車輛行駛電動(dòng)機(jī))44。二次電池42是能進(jìn)行電力蓄電及放電的蓄電裝置，作為制動(dòng)再生 時(shí)的再生能量存儲(chǔ)源、伴隨燃料電池車輛的加速或減速的負(fù)荷變化時(shí) 的能量緩沖器發(fā)揮作用。作為二次電池42，例如優(yōu)選鎳鎘蓄電池、鎳 氫蓄電池、鋰二次電池等。也可替代二次電池42而搭載電容等蓄電裝置。燃料電池系統(tǒng)IO的冷卻系統(tǒng)中設(shè)有致冷劑流路51，用于使在燃 料電池堆40內(nèi)循環(huán)的致冷劑流動(dòng)；致冷劑泵54，用于沿著致冷劑流路 51壓送致冷劑；散熱器53，用于冷卻致冷劑的；和旁通閥52，用于使 散熱器53旁通，從而使致冷劑流入到致冷劑路徑51。通過增減旁通散 熱器53的致冷劑的旁通量，能夠調(diào)整致冷劑溫度。在燃料電池系統(tǒng)10的控制系統(tǒng)中配置有控制器60，用于控制燃料 電池系統(tǒng)10整體?？刂破?0是具有中央處理裝置(CPU)、存儲(chǔ)裝置 (ROM、 RAM)、輸入輸出接口等的控制單元(ECU)?？刂破?0根據(jù)來 自各種傳感器的傳感輸出，監(jiān)視運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，控制燃料電池系統(tǒng)io。作為傳感器，包括輸出啟動(dòng)/停止信號(hào)的點(diǎn)火開關(guān)71;檢測(cè)車速的車速傳感器72;檢測(cè)加速開度的加速傳感器73;檢測(cè)構(gòu)成燃料電池堆40的各電池的輸出電壓的電壓傳感器74;檢測(cè)燃料電池堆40的輸 出電流(FC電流)的電流傳感器75;檢測(cè)燃料電池堆40的溫度(FC溫度) 的溫度傳感器76;檢測(cè)從燃料電池堆40的陰極出口流出的空氣的流量的空氣流量傳感器77;檢測(cè)從燃料電池堆40的陰極出口流出的空氣的壓力的空氣壓力傳感器78;檢測(cè)二次電池42的SOC的SOC(State of charge:充電狀態(tài))傳感器79等。例如，控制器60接收到從點(diǎn)火開關(guān)71輸出的啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，開始 燃料電池系統(tǒng)10的運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)從加速傳感器73輸出的加速開度信號(hào)、 從車速傳感器72輸出的車速信號(hào)等，求出系統(tǒng)整體的要求電力。系統(tǒng) 整體的要求電力是車輛行駛電力和輔機(jī)電力的總值。輔助電力例如包 括車載輔機(jī)類(加濕器、空氣壓縮機(jī)、氫泵、冷卻水循環(huán)泵等)所消耗 的電力，車輛行駛所需的裝置(變速機(jī)、車輪控制裝置、轉(zhuǎn)向裝置、懸 掛裝置等)消耗的電力，乘員空間內(nèi)配置的裝置(空調(diào)裝置、照明器具、 音響等)消耗的電力等。并且，控制器60決定燃料電池堆40和二次電池42的輸出電力的 分配，為了使燃料電池堆40的發(fā)電量和目標(biāo)電力一致，調(diào)整空氣壓縮 機(jī)14的轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)器27的閥開度，從而調(diào)整提供到燃料電池堆40的 反應(yīng)氣體供給量，并且通過控制DC/DC轉(zhuǎn)換器41而調(diào)整燃料電池堆 40的輸出電壓，從而控制燃料電池堆40的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)(輸出電壓、輸出電 流)。進(jìn)一步，控制器60為了獲得與加速開度對(duì)應(yīng)的目標(biāo)車速，例如作 為開關(guān)指令，將U相、V相及W相的各交流電壓指令值輸出到逆變器 43，控制牽引電動(dòng)機(jī)44的輸出轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速。接著，參照?qǐng)D2概括說明用于將掃氣處理所需時(shí)間調(diào)整為大致一 定的水收支控制?？刂破?0接收到從點(diǎn)火開關(guān)71輸出的啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，進(jìn)行通常運(yùn) 轉(zhuǎn)(步驟201)。通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，控制器60根據(jù)從加速傳感器73輸出的加 速開度信號(hào)、從車速傳感器72輸出的車速信號(hào)等，求出系統(tǒng)整體的要 求電力，決定燃料電池堆40和二次電池42的輸出電力的分配，控制 輔機(jī)類，以使燃料電池堆40的發(fā)電量與目標(biāo)電力一致?？刂破?0取入來自溫度傳感器76的傳感輸出，測(cè)量燃料電池堆 40的溫度(步驟202)。并且，控制器60根據(jù)步驟202中測(cè)量的FC溫度，計(jì)算燃料電池 堆40的目標(biāo)交流阻抗(步驟203)。關(guān)于根據(jù)FC溫度測(cè)量目標(biāo)交流阻抗 的過程，稍后進(jìn)行論述。而且，可知若將向燃料電池堆40施加交流信號(hào)時(shí)的燃料電池堆 40的響應(yīng)電壓設(shè)為E、響應(yīng)電流設(shè)為I、交流阻抗設(shè)為Z，則以下關(guān)系 式成立。E = E0expj(>t+①)I = I0expj "tZ = E/I = (E0/ I0)expj①=R+j x其中，Eo表示響應(yīng)電壓的振幅，I。表示響應(yīng)電流的振幅。w表示 角頻率，①表示初始相位。R表示電阻成分(實(shí)數(shù)部分)，x表示電抗成 分(虛數(shù)部分)。J表示虛數(shù)單位，t表示時(shí)間。控制器60控制向燃料電池堆40流入以及從燃料電池堆40流出的 水收支(步驟204)，使燃料電池堆40的交流阻抗與目標(biāo)交流阻抗一致。 水收支控制的詳情稍后論述?？刂破?0控制DC/DC轉(zhuǎn)換器41，將交流信號(hào)重疊到燃料電池堆 40，通過電壓傳感器74檢測(cè)出該電壓響應(yīng)，從而能夠測(cè)量交流阻抗。 作為用于測(cè)量交流阻抗的其他方法，也可以是控制器60使用內(nèi)部電阻 測(cè)量器測(cè)量燃料電池堆40的交流阻抗。內(nèi)部阻抗測(cè)量器是如下高頻阻 抗測(cè)量器通過向燃料電池堆40施加高頻電流，檢測(cè)其電壓響應(yīng)，從 而能夠求出燃料電池堆40的交流阻抗。并且，控制器60判斷是否有發(fā)電停止要求(步驟205)。當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)71從接通切換為斷開時(shí)，發(fā)電停止要求輸出到控制器60。只要沒有發(fā)電停止要求(步驟205: NO)，控制器60就進(jìn)行步驟201 步驟204的處理。
燃料電池堆40的溫度根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而時(shí)刻變化，因此目標(biāo)交流阻抗也根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而時(shí)刻變化。控制器60控制向燃料電池堆40流入以及從燃料電池堆40流出的水收支，以追蹤時(shí)刻變化的目標(biāo)交流阻抗。
控制器60接收到發(fā)電停止要求時(shí)(步驟205: YES)，使用二次電池42中蓄存的電力驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)14，向燃料電池堆40內(nèi)部的氣體通道提供掃氣氣體，從而對(duì)氣體通道內(nèi)的水分進(jìn)行掃氣(步驟206)?？諝鈮嚎s機(jī)14作為用于對(duì)燃料電池堆40內(nèi)的水分進(jìn)行掃氣的掃氣裝置發(fā)揮作用。
在此，參照?qǐng)D3詳細(xì)說明目標(biāo)交流阻抗的計(jì)算過程(步驟203)。
控制器60根據(jù)在步驟202中測(cè)量的FC溫度103、溫度-干燥速度圖數(shù)據(jù)(T-V圖數(shù)據(jù))301，計(jì)算出與FC溫度103對(duì)應(yīng)的干燥速度V。溫度-干燥速度圖數(shù)據(jù)301是以橫軸為溫度、縱軸為干燥速度(每單位時(shí)間內(nèi)掃氣的水分量)的圖數(shù)據(jù)，繪制與各溫度對(duì)應(yīng)的干燥速度而成圖。
控制器60根據(jù)干燥速度V、干燥速度-干燥量圖數(shù)據(jù)(V-Q圖數(shù)據(jù))302，計(jì)算與干燥速度V對(duì)應(yīng)的干燥量Q。干燥速度-干燥量圖數(shù)據(jù)302是以橫軸為干燥速度、縱軸為干燥量的圖數(shù)據(jù)，繪制與各干燥速度對(duì)應(yīng)的干燥量而成圖。干燥量Q通過用干燥速度V乘以掃氣時(shí)間AtT來計(jì)算。
控制器60根據(jù)溫度103、溫度-目標(biāo)水量圖數(shù)據(jù)(T-QTGT圖數(shù)據(jù))303，計(jì)算與溫度103對(duì)應(yīng)的目標(biāo)水量QTGT。溫度-目標(biāo)水量圖數(shù)
10據(jù)303是以橫軸為溫度、縱軸為目標(biāo)水量的圖數(shù)據(jù)，繪制與各溫度對(duì)應(yīng)的目標(biāo)水量而成圖。目標(biāo)水量QTGT是干燥量Q和殘留水量QEND的和。其中，干燥量Q是掃氣處理時(shí)從燃料電池堆40排出的水分量，殘留水量QEND是掃氣處理后殘留在燃料電池堆40中的水分量。
控制器60根據(jù)溫度103、溫度-目標(biāo)交流阻抗圖數(shù)據(jù)(T-Z圖數(shù)據(jù))304，計(jì)算與溫度103對(duì)應(yīng)的目標(biāo)交流阻抗123。溫度-目標(biāo)交流阻抗圖數(shù)據(jù)304是以橫軸為溫度、縱軸為目標(biāo)交流阻抗的圖數(shù)據(jù)，繪制與各溫度對(duì)應(yīng)的目標(biāo)交流阻抗而成圖。已知交流阻抗與目標(biāo)水量QTGT有相關(guān)關(guān)系，因此能根據(jù)目標(biāo)水量QTGT求出目標(biāo)交流阻抗。
而且，為了便于說明，表示了使用溫度-干燥速度圖數(shù)據(jù)301、干燥速度-干燥量圖數(shù)據(jù)302、溫度-目標(biāo)水量圖數(shù)據(jù)303和溫度-目標(biāo)交流阻抗圖數(shù)據(jù)304計(jì)算目標(biāo)交流阻抗123的過程，但由于溫度-干燥速度圖數(shù)據(jù)301、干燥速度-干燥量圖數(shù)據(jù)302和溫度一 目標(biāo)水量圖數(shù)據(jù)303是用于理論性地導(dǎo)出溫度-目標(biāo)交流阻抗圖數(shù)據(jù)304的物理模型，因此在實(shí)際的運(yùn)用中，只要有溫度-目標(biāo)交流阻抗圖數(shù)據(jù)304就足夠。
在此，參照?qǐng)D4詳細(xì)說明在向燃料電池堆40流入以及從燃料電池堆40流出的水收支的控制過程(步驟204)。
控制器60通過使由電流傳感器75的輸出值測(cè)量的FC電流值107乘以增益110，計(jì)算出生成水量Wl[g/sec]。增益110是具有電池?cái)?shù)/LVFF/2X18的值的常數(shù)，LVFF是法拉第常數(shù)(96500C/mo1)。進(jìn)一步，控制器60根據(jù)由溫度傳感器76的輸出值測(cè)量的FC溫度103及水飽和蒸汽特性圖數(shù)據(jù)lll，計(jì)算出水蒸汽壓Ul,由空氣壓力傳感器78的輸出值測(cè)量空氣壓力值109(以下稱為空氣壓力值U2)。并且，控制器60將自變量Ul 、 U2代入到函數(shù)112中，計(jì)算水蒸汽和空氣的分壓比VI 。
控制器60通過使由電流傳感器75的輸出值測(cè)量的FC電流值107乘以增益113，計(jì)算出空氣消耗量Al[mol/sec]。增益113是具有電池?cái)?shù)/LVFF/4的值的常數(shù)?？刂破?0由空氣流量傳感器77的輸出值，測(cè)量陰極出口的空氣流量值108(以下稱為空氣流量值A(chǔ)2[mol/sec])。并且，控制器60根據(jù)空氣流量A2-空氣消耗量Al計(jì)算出轉(zhuǎn)換為帶走水分的空氣流量V2?？刂破?0通過將自變量VI、 V2代入到乘法函數(shù)115中，并使該函數(shù)值乘以增益116，計(jì)算出帶走水量W2[g/sec]。增益116是具有18的值的常數(shù)。帶走水量W2乘以具有-l的值的增益117，符號(hào)變?yōu)?。
控制器60根據(jù)加濕組件水蒸汽交換率圖數(shù)據(jù)118，計(jì)算出與空氣流量A2對(duì)應(yīng)的水蒸汽交換率X1?？刂破?0將自變量W1、 W2代入到MIN函數(shù)119中，將其函數(shù)值設(shè)為X2。 MIN函數(shù)119是將多個(gè)自變量中的最小值作為函數(shù)值的函數(shù)。控制器60將自變量X1、 X2代入到乘法函數(shù)120中，其函數(shù)值為加濕水量W3[g/sec]。控制器60將自變量Wl、 -W2、 W3代入到加法函數(shù)121中，將其函數(shù)值作為殘留在燃料電池堆40中的水分量122。
控制器60控制生成水量Wl、帶走水量W2和加濕水量W3，以使水分量122與目標(biāo)水量QTGT—致。具體而言，當(dāng)水分量122小于目標(biāo)水量QTGT時(shí)，控制器60進(jìn)行增加FC電流107的操作、增加來自加濕組件15的加濕量的操作等，從而增大生成水量Wl或加濕水量W3。另一方面，當(dāng)水分量122大于目標(biāo)水量QTGT時(shí)，控制器60進(jìn)行增大空氣流量值108的操作、減小空氣壓力值109的操作等，從而增大帶走水量W2。
根據(jù)本實(shí)施方式，通過控制向燃料電池堆40流入以及從燃料電池堆40流出的水收支(生成水量、帶走水量和加濕水量的收支計(jì)算)，使利用空氣壓縮機(jī)14對(duì)燃料電池堆40內(nèi)部殘留的水分進(jìn)行掃氣所需的時(shí)間大致一定，能夠使掃氣控制簡(jiǎn)單化。此外，控制器60作為水收支控制裝置發(fā)揮作用，控制向燃料電池
堆40流入以及從燃料電池堆40流出的水收支，以使利用空氣壓縮機(jī)14對(duì)燃料電池堆40內(nèi)部殘留的水分進(jìn)行掃氣所需的時(shí)間大致一定(步驟204)。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
根據(jù)本發(fā)明，由于掃氣時(shí)間大致一定，因此能使掃氣控制簡(jiǎn)單化。
權(quán)利要求
1. 一種燃料電池系統(tǒng)，具有燃料電池堆，接受反應(yīng)氣體的供給而發(fā)電；掃氣裝置，在發(fā)電停止時(shí)，對(duì)所述燃料電池堆內(nèi)部殘留的水分進(jìn)行掃氣；蓄電裝置，向所述掃氣裝置提供工作電力；水收支控制裝置，控制向所述燃料電池堆流入以及從所述燃料電池堆流出的水收支，使利用所述掃氣裝置對(duì)所述燃料電池堆內(nèi)部殘留的水分進(jìn)行掃氣所需的時(shí)間大致一定。
全文摘要
燃料電池系統(tǒng)(10)具有燃料電池堆(40)，接受反應(yīng)氣體的供給而發(fā)電；空氣壓縮機(jī)(14)，在發(fā)電停止時(shí)，對(duì)燃料電池堆(40)內(nèi)部殘留的水分進(jìn)行掃氣；二次電池(42)，向空氣壓縮機(jī)(14)提供工作電力；控制器(60)，控制向燃料電池堆(40)流入以及從燃料電池堆(40)流出的水收支，使利用空氣壓縮機(jī)(14)對(duì)燃料電池堆(40)內(nèi)部殘留的水分進(jìn)行掃氣所需的時(shí)間大致一定。
文檔編號(hào)H01M8/04GK101523654SQ20078003826
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2007年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月18日
發(fā)明者梶原滋人 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社