[发明专利]燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池系统。

背景技术

作为以往的燃料电池系统，有包括通过控制在旁路通路中设置的旁路阀 的开度使燃料电池旁路，而将从压缩机喷出的发电上不需要的多余的一部分 阴极气体排出到阴极气体排出通路中的阴极气体旁路式的阴极气体供给系统 (参照JP2009-123550A)。

发明内容

在包括目前开发中的阴极气体旁路式的阴极气体供给系统的燃料电池系 统中，将由燃料电池的要求确定的阴极气体的目标流量、由燃料电池系统的 要求确定的阴极气体的下限流量的大的一方设定作为压缩机的目标供给流 量。而且，控制压缩机，以使检测压缩机的供给流量的传感器的检测值成为 目标供给流量。

这里，下限流量被设定作为压缩机的目标供给流量时，成为从压缩机供 给燃料电池要求的目标流量以上的阴极气体。因此，为了在旁路通路中流入 对燃料电池来说不需要的多余的阴极气体，由在燃料电池侧另行设置的传感 器检测对燃料电池供给的阴极气体的供给流量，并控制旁路阀的开度，以使 该传感器的检测值成为目标流量。

为此，在这些传感器上万一发生异常时，无法如目标那样地实施上述压 缩机及旁路阀的控制，所以有必要实现这些传感器的检测值的匹配来探测异 常。

可是，检测压缩机的供给流量的传感器、以及检测对燃料电池供给的阴 极气体的供给流量的传感器，分别被配备在旁路前的压缩机侧的通路和旁路 后的燃料电池侧的通路中，所以在旁路阀打开的状态下这些传感器的检测值 不同。因此，在旁路阀打开的状态中不能实现匹配，有不能探测异常的问题。

本发明着眼于这样的问题而完成，目的在于在包括阴极气体旁路式的阴 极气体供给系统的燃料电池系统中，通过检测压缩机的供给流量的传感器、 以及检测对燃料电池供给的阴极气体的供给流量的传感器之间的匹配，探测 异常。

根据本发明的一个方式，提供燃料电池系统，其包括将从在阴极气体供 给通路中设置的压缩机喷出的一部分阴极气体通过旁路通路绕开燃料电池的 阴极气体旁路式的阴极气体供给系统。燃料电池系统包括：设置在比旁路通 路之间的连接部上游的阴极气体供给通路中的、检测压缩机供给的阴极气体 的流量的第1流量传感器；设置在比旁路通路之间的连接部下游的阴极气体 供给通路中的、检测对燃料电池供给的阴极气体的流量的第2流量传感器； 以及设置在旁路通路中的、调节旁路通路中流过的阴极气体的流量的旁路阀。 而且，燃料电池系统根据运行状态，对旁路阀进行开闭控制，基于旁路阀全 闭时的第1流量传感器及第2流量传感器的检测值，探测两个传感器的检测 值的不匹配。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的燃料电池系统的概略图。

图2是本发明的第1实施方式的阴极压缩机及旁路阀的控制框图。

图3是说明目标旁路阀开度计算单元的细节的流程图。

图4是说明旁路阀全闭判定处理的内容的流程图。

图5是说明稀释要求压缩机供给流量计算单元的细节的流程图。

图6是说明故障防护(failsafe)控制的流程图。

图7是说明本实施方式的湿润度控制要求堆供给流量计算单元的细节的 流程图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

(第1实施方式)

燃料电池组(cell)由阳极电极(燃料极)和阴极电极(氧化剂极)夹 住电解质膜，通过对阳极电极供给含有氢的阳极气体(燃料气体)、对阴极 电极供给含有氧的阴极气体(氧化剂气体)来发电。在阳极电极及阴极电极 的两个电极中进行的电极反应如以下那样。

阳极电极：2H₂→4H⁺+4e^-…(1)

阴极电极：4H⁺+4e^-+O₂→2H₂O…(2)

通过该(1)(2)的电极反应，燃料电池组产生1伏特左右的电动势。

在将燃料电池组作为汽车动力源使用的情况下，由于被要求的电力很大， 所以作为层叠了数百块的燃料电池组的燃料电池堆(stack)来使用。而且， 构成对燃料电池堆供给阳极气体及阴极气体的燃料电池系统，取出车辆驱动 用的电力。