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)明涉及一種燃料電池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以往，具有接收反應(yīng)氣體(燃料氣體及氧化氣體)的供給并進(jìn)行 發(fā)電的燃料電池的燃料電池系統(tǒng)被提出并被實(shí)用化。在所述燃料電池 系統(tǒng)的燃料電池內(nèi)部、燃料廢氣的循環(huán)流路中，伴隨著發(fā)電，氮、一 氧化碳等雜質(zhì)歷時(shí)積蓄。為了將這種雜質(zhì)排出到外部，在與循環(huán)流路 連接的排出流路上設(shè)置排氣閥，通過(guò)進(jìn)行該排氣閥的開(kāi)關(guān)控制，每隔 一定時(shí)間排出循環(huán)流路內(nèi)的氣體，這一技術(shù)(排氣技術(shù))已經(jīng)被提出。
另外，現(xiàn)在提出了以下技術(shù)進(jìn)行控制以當(dāng)通過(guò)排氣閥的氣體流
量超過(guò)規(guī)定值時(shí)關(guān)閉排氣閥的技術(shù)(日本特開(kāi)2004—179000號(hào)公報(bào))； 根據(jù)燃料電池的發(fā)電狀態(tài)設(shè)定排出時(shí)間，由此實(shí)現(xiàn)和對(duì)應(yīng)于發(fā)電狀態(tài) 的要求排出量等量的排氣的技術(shù)(日本特開(kāi)2005—141977號(hào)公報(bào))。
發(fā)明內(nèi)容
然而，在燃料電池系統(tǒng)中，設(shè)有燃料供給流路，用于使從氫罐等 燃料供給源供給的燃料氣體流入到燃料電池。并且現(xiàn)在提出了以下技 術(shù)方案通過(guò)在該燃料供給流路上設(shè)置機(jī)械式可變調(diào)節(jié)器等的可變氣 體供給裝置，使來(lái)自燃料供給源的燃料氣體的供給壓力根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn) 轉(zhuǎn)狀態(tài)而變化。
另外，近些年來(lái)提出了以下技術(shù)方案作為可變氣體供給裝置采
用噴射器，并根據(jù)來(lái)自噴射器的氣體供給計(jì)算出來(lái)自排氣闊的排氣
(purge:清除)量，當(dāng)該計(jì)算出的排氣量超過(guò)規(guī)定閾值(目標(biāo)排氣量)
4時(shí)關(guān)閉排氣閥(以下稱為"噴射器排氣控制")。在現(xiàn)有的噴射器排
氣控制中，如圖9A及圖9B所示，計(jì)算出某一時(shí)間下與來(lái)自噴射器的
氣體供給量相對(duì)應(yīng)的排氣量增加量，并通過(guò)將該排氣量增加量加到至 當(dāng)時(shí)為止的排氣量上，從而計(jì)算出總排氣量，當(dāng)該總排氣量超過(guò)目標(biāo) 排氣量時(shí)關(guān)閉排氣閥。
但是，如果采用這種現(xiàn)有的噴射器排氣控制，則如圖9A及圖9C 所示，在計(jì)算出的排氣量超過(guò)目標(biāo)排氣量時(shí)的來(lái)自噴射器的氣體供給 量(臨界氣體供給量)開(kāi)始供給時(shí)，排氣閥被關(guān)閉。其結(jié)果是，計(jì)算 出的排氣量超過(guò)目標(biāo)排氣量時(shí)的排氣量增加量八Q未被排出，如圖9B 所示，產(chǎn)生實(shí)際的排氣量小于目標(biāo)排氣量(產(chǎn)生排氣誤差)的問(wèn)題。
本發(fā)明鑒于以上問(wèn)題而作出，其目的在于，在具有可變氣體供給 裝置及排氣閥、計(jì)算出的排氣量超過(guò)規(guī)定的目標(biāo)排氣量時(shí)關(guān)閉排氣閥 的燃料電池系統(tǒng)中，抑制排氣誤差。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的第l燃料燃料電池系統(tǒng)，具有 燃料電池；供給流路，用于使從燃料供給源供給的燃料氣體流到燃料 電池；可變氣體供給裝置，調(diào)整該供給流路的上游側(cè)的氣體狀態(tài)而供 給到下游側(cè)；排出流路，用于使從燃料電池排出的燃料廢氣流過(guò)；排 氣閥，用于將該排出流路內(nèi)的氣體排出到外部；和控制單元，在排氣 閥打開(kāi)期間計(jì)算出的排氣量超過(guò)規(guī)定的目標(biāo)排氣量的情況下，關(guān)閉排 氣閥，其中，控制單元在排氣閥打開(kāi)期間計(jì)算出的排氣量超過(guò)上述目 標(biāo)排氣量的情況下，停止來(lái)自可變氣體供給裝置的氣體供給量的供給 的同時(shí)，關(guān)閉排氣閥。
如果采用上述構(gòu)成，則可以在排氣閥打開(kāi)期間計(jì)算出的排氣量超 過(guò)規(guī)定的目標(biāo)排氣量的情況下，停止上述氣體供給量的供給的同時(shí)關(guān) 閉排氣閥。換言之，在排氣閥打開(kāi)期間計(jì)算出的排氣量超過(guò)規(guī)定的目 標(biāo)排氣量的情況下，可考慮上述氧化供給量而繼續(xù)排氣閥的打開(kāi)。因此，可抑制由可變氣體供給裝置的氣體供給引起的實(shí)際排氣量低于目 標(biāo)排氣量(排氣誤差)。此外，所謂"氣體狀態(tài)"是指由流量、壓力、 溫度、摩爾濃度等表示的氣體的狀態(tài)，尤其包括氣體流量及氣體壓力 中的至少一個(gè)。
另外，本發(fā)明涉及的第2燃料電池系統(tǒng)，具有燃料電池；供給 流路，用于使從燃料供給源供給的燃料氣體流到燃料電池；可變氣體 供給裝置，調(diào)整該供給流路的上游側(cè)的氣體狀態(tài)而供給到下游側(cè)；排 出流路，用于使從燃料電池排出的燃料廢氣流過(guò)；排氣閥，用于將該 排出流路內(nèi)的氣體排出到外部；和控制單元，在排氣閥打開(kāi)期間計(jì)算 出的排氣量超過(guò)規(guī)定的目標(biāo)排氣量的情況下，關(guān)閉排氣閥，其中，控 制單元在排氣閥打開(kāi)期間計(jì)算出的排氣量超過(guò)上述目標(biāo)排氣量的情況 下，計(jì)算出從來(lái)自可變氣體供給裝置的氣體供給量的氣體供給開(kāi)始時(shí) 起、到將上述氣體供給量對(duì)應(yīng)的排氣量增加量的至少一部分加到之前 的排氣量上而計(jì)算出的排氣量達(dá)到上述目標(biāo)排氣量為止的所需時(shí)間， 從上述氣體供給量的氣體供給開(kāi)始時(shí)起經(jīng)過(guò)上述所需時(shí)間后關(guān)閉排氣 閥。
如果采用上述構(gòu)成，則在排氣閥打開(kāi)期間計(jì)算出的排氣量超過(guò)規(guī) 定的目標(biāo)排氣量的情況下，可計(jì)算出從來(lái)自可變氣體供給裝置的氣體 供給量的氣體供給開(kāi)始時(shí)起、到將上述氣體供給量對(duì)應(yīng)的排氣量增加 量的至少一部分加到之前的排氣量上而計(jì)算出的排氣量達(dá)到目標(biāo)排氣 量為止的所需時(shí)間。并且，能夠從來(lái)自可變氣體供給裝置的氣體供給 開(kāi)始時(shí)起經(jīng)過(guò)上述所需時(shí)間后關(guān)閉排氣閥。因此，在來(lái)自可變氣體供 給裝置的氣體供給量的供給停止的同時(shí)關(guān)閉排氣閥后實(shí)際的排氣量超 過(guò)目標(biāo)排氣量的情況下，可在上述氣體供給量的供給停止時(shí)之前先關(guān) 閉排氣閥。其結(jié)果是，可抑制實(shí)際的排氣量超過(guò)目標(biāo)排氣量(排氣誤 差)。
在上述各燃料電池系統(tǒng)中，可采用具有排氣量計(jì)算單元的控制單
6元，該排氣量計(jì)算單元根據(jù)來(lái)自可變氣體供給裝置的氣體供給狀態(tài)的 變化量的時(shí)間積算，計(jì)算出從排氣閥的排氣量。在這種情況下，將由 可變氣體供給裝置的下游側(cè)壓力的變化量換算出的壓力變化對(duì)應(yīng)流 量、及用于補(bǔ)償可變氣體供給裝置的下游側(cè)壓力的降低的氣體校正供 給流量的時(shí)間積算值相加，從而可計(jì)算出從排氣閥的排氣量。
呆外一 龍卜汰'賊組由她玄絲由一 能^悠賠射紫沐^i^r亦與汰仳給 裝置使用。
所謂噴射器是電磁驅(qū)動(dòng)式的開(kāi)關(guān)閥，通過(guò)利用電磁驅(qū)動(dòng)力直接以 規(guī)定的驅(qū)動(dòng)周期驅(qū)動(dòng)閥芯遠(yuǎn)離闊座，可調(diào)整氣體狀態(tài)(氣體流量、氣 體壓力)。規(guī)定的控制部驅(qū)動(dòng)噴射器的閥芯并控制燃料氣體的噴射期 間、噴射時(shí)間，從而可控制燃料氣體的流量、壓力。
根據(jù)本發(fā)明，在具有可變氣體供給裝置及排氣閥、計(jì)算出的排氣 量超過(guò)規(guī)定的目標(biāo)排氣量的情況下關(guān)閉排氣閥的燃料電池系統(tǒng)中，可 抑制排氣誤差。
圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的燃料電池系統(tǒng)的構(gòu)成圖。 圖2是用于說(shuō)明圖1所示的燃料電池系統(tǒng)的控制部的控制形態(tài)的 控制框圖。
圖3是用于說(shuō)明圖1所示的燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的流程圖。
圖4是用于說(shuō)明圖1所示的燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中的排氣量 推測(cè)工序的流程圖。
圖5A是用于說(shuō)明圖1所示的燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的時(shí)間圖 (表示排氣排水閥的開(kāi)關(guān)動(dòng)作)。
圖5B是用于說(shuō)明圖1所示的燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的時(shí)間圖 (表示來(lái)自排氣排水闊的排水量)。
圖5C是用于說(shuō)明圖1所示的燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的時(shí)間圖(表示來(lái)自排氣排水閥的排氣量)。
圖5D是用于說(shuō)明圖1所示的燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的時(shí)間圖 (表示因排氣引起的噴射器下游側(cè)壓力降低)。
圖5E是用于說(shuō)明圖1所示的燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的時(shí)間圖
(表示用于補(bǔ)償噴射器下游側(cè)壓力的降低量的反饋校正流量)。
圖6A是用于說(shuō)明圖1所示的燃料電池系統(tǒng)的排氣控制的時(shí)間圖 f豐^牆射與的甚主^沐、
圖6B是用于說(shuō)明圖1所示的燃料電池系統(tǒng)的排氣控制的時(shí)間圖
(表示計(jì)算出的排氣量及實(shí)際的排氣量)。
圖6C是用于說(shuō)明圖1所示的燃料電池系統(tǒng)的排氣控制的時(shí)間圖
(表示排氣排水閥的開(kāi)關(guān)動(dòng)作)。
圖7是表示圖1所示的燃料電池系統(tǒng)的變形例的構(gòu)成圖。
圖8A是用于說(shuō)明圖1所示的燃料電池系統(tǒng)的排氣控制的其他例子 的時(shí)間圖(表示噴射器的開(kāi)關(guān)動(dòng)作)。
圖8B是用于說(shuō)明圖1所示的燃料電池系統(tǒng)的排氣控制的其他例子 的時(shí)間圖(表示計(jì)算出的排氣量及實(shí)際的排氣量)。
圖8C是用于說(shuō)明圖1所示的燃料電池系統(tǒng)的排氣控制的其他例子 的時(shí)間圖(表示排氣排水閥的開(kāi)關(guān)動(dòng)作)。
圖9A是用于說(shuō)明現(xiàn)有的燃料電池系統(tǒng)的排氣控制的時(shí)間圖(表示 噴射器的開(kāi)關(guān)動(dòng)作)。
圖9B是用于說(shuō)明現(xiàn)有的燃料電池系統(tǒng)的排氣控制的時(shí)間圖(表示 計(jì)算出的排氣量及實(shí)際的排氣量)。
圖9C是用于說(shuō)明現(xiàn)有的燃料電池系統(tǒng)的排氣控制的時(shí)間圖(表示 排氣排水閥的開(kāi)關(guān)動(dòng)作)。
具體實(shí)施例方式
以下參照
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的燃料電池系統(tǒng)1。在本 實(shí)施方式中，說(shuō)明了將本發(fā)明適用于燃料電池車輛的車載發(fā)電系統(tǒng)的 例子。首先，使用圖1及圖2說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的燃料電池系 統(tǒng)1的構(gòu)成。本實(shí)施方式涉及的燃料電池系統(tǒng)1如圖1所示，具有 燃料電池2，接收反應(yīng)氣體(氧化氣體及燃料氣體)的供給而產(chǎn)生電力； 氧化氣體配管系統(tǒng)3，將作為氧化氣體的空氣供給到燃料電池2;燃料 氣體配管系統(tǒng)4，將作為燃料氣體的氫氣供給到燃料電池2;致冷劑配
管系統(tǒng)5，將致冷劑供給到燃料電池2來(lái)冷卻燃料電池2;電力系統(tǒng)6， 對(duì)系統(tǒng)電力進(jìn)行充電放電；控制部7，統(tǒng)一控制系統(tǒng)整體。
燃料電池2例如由固體高分子電解質(zhì)型構(gòu)成，具有層積了多個(gè)單 體電池的堆疊構(gòu)造。燃料電池2的單體電池在由離子交換膜構(gòu)成的電 解質(zhì)的一個(gè)面上具有空氣極，在另一個(gè)面上具有燃料極，進(jìn)而具有從 兩側(cè)夾住空氣極及燃料極的一對(duì)隔板。將燃料氣體供給到一個(gè)隔板的 燃料氣體流路，將氧化氣體供給到另一個(gè)隔板的氧化氣體流路，通過(guò) 該氣體供給，燃料電池2產(chǎn)生電力。在燃料電池2上安裝有檢測(cè)發(fā)電 中的電流的電流傳感器2a。
氧化氣體配管系統(tǒng)3具有空氣供給流路ll，供給到燃料電池2 的氧化氣體在其中流動(dòng)；排出流路12，從燃料電池2排出的氧化廢氣 在其中流動(dòng)。在空氣供給流路11中設(shè)有通過(guò)過(guò)濾器13取入氧化氣 體的壓縮機(jī)14;對(duì)通過(guò)壓縮機(jī)14壓送的氧化氣體進(jìn)行加濕的加濕器 15。在排出流路12中流動(dòng)的氧化廢氣通過(guò)背壓調(diào)整閥16在加濕器15 供于水分交換后，最終作為排氣排出到系統(tǒng)外的大氣中。壓縮機(jī)14通 過(guò)未圖示的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)取入大氣中的氧化氣體。
燃料氣體配管系統(tǒng)4具有氫供給源21;氫供給流路22，從氫供 給源21供給到燃料電池2的氫氣在其中流動(dòng)；循環(huán)流路23，用于將從 燃料電池2排出的氫廢氣(燃料廢氣)返回到氫供給流路22的合流點(diǎn) Al流路；氫泵24，將循環(huán)流路23內(nèi)的氫廢氣壓送到氫供給流路22; 排氣排水流路25，與循環(huán)流路23分支連接。氫供給源21相當(dāng)于本發(fā)明中的燃料供給源，例如由高壓罐、貯氫
合金等構(gòu)成，構(gòu)成為例如可存儲(chǔ)35Mpa或70Mpa的氫氣。打開(kāi)下述截 止閥26時(shí)，氫氣從氫供給源21流出到氫供給流路22。氫氣通過(guò)下述 調(diào)節(jié)器27、噴射器28最終減壓到例如200kPa左右而供給到燃料電池 2。此外也可采用以下設(shè)備構(gòu)成氫供給源21:由烴類燃料生成富氫的改 性氣體的改性器；和使該改性器生成的改性氣體為高壓狀態(tài)而蓄壓的 高壓氣體罐。另外，也可將具有貯氫合金的罐用作氫供給源21。
在氫供給流路22上設(shè)有截止或允許來(lái)自氫供給源21的氫氣供 給的截止閥26;調(diào)整氫氣壓力的調(diào)節(jié)器27;和噴射器28。另外，在噴 射器28的下游側(cè)、氫供給流路22和循環(huán)流路23的合流部Al的上游 側(cè)，設(shè)有檢測(cè)氫供給流路22內(nèi)的氫氣壓力的壓力傳感器29。另外，在 噴射器28的上游側(cè)，設(shè)有檢測(cè)氫供給流路22內(nèi)的氫氣壓力及溫度的 未圖示的壓力傳感器及溫度傳感器。與由壓力傳感器29等檢測(cè)出的氫 氣的氣體狀態(tài)(壓力、溫度)相關(guān)的信息用于下述噴射器28的反饋控 制、排氣控制。
調(diào)節(jié)器27是將其上游側(cè)壓力(一次壓力)調(diào)壓為預(yù)先設(shè)定的二次 壓力的裝置。在本實(shí)施方式中，將對(duì)一次壓力進(jìn)行減壓的機(jī)械式減壓 閥作為調(diào)節(jié)器27使用。作為機(jī)械式的減壓閥的構(gòu)成，可采用以下公知 構(gòu)成具有隔著隔膜形成有背壓室和調(diào)壓室的筐體，通過(guò)背壓室內(nèi)的 背壓，在調(diào)壓室內(nèi)將一次壓力減壓為規(guī)定壓力而作為二次壓力。在本 實(shí)施方式中，如圖1所示，通過(guò)在噴射器28的上游側(cè)配置二個(gè)調(diào)節(jié)器 27，可有效降低噴射器28的上游側(cè)壓力。因此，可提高噴射器28的 機(jī)械構(gòu)造(閥芯、筐體、流路、驅(qū)動(dòng)裝置等)的設(shè)計(jì)自由度。另外， 由于可降低噴射器28的上游側(cè)壓力，因此可抑制由噴射器28上游側(cè) 壓力和下游側(cè)壓力的壓差增大導(dǎo)致的噴射器28的閥芯難于移動(dòng)的情 況。因此，可擴(kuò)大噴射器28的下游側(cè)壓力的可變調(diào)壓幅度，并且可抑 制噴射器28的響應(yīng)性降低。調(diào)節(jié)器27用于調(diào)整氫供給流路22的上游 側(cè)的氣體狀態(tài)(氣體壓力)并供給到下游側(cè)，相當(dāng)于本發(fā)明中的可變
10氣體供給裝置。
噴射器28是電磁驅(qū)動(dòng)式的開(kāi)關(guān)閥，通過(guò)電磁驅(qū)動(dòng)力直接以規(guī)定的
驅(qū)動(dòng)周期驅(qū)動(dòng)閥芯遠(yuǎn)離閥座，可調(diào)整氣體流量、氣體壓力。噴射器28
具有噴嘴管體，其具有閥座，該閥座具有噴射氫氣等氣體燃料的噴 射孔，該噴嘴管體將該氣體燃料供給引導(dǎo)到噴射孔；和閥芯，相對(duì)于
該噴嘴管體沿軸線方向(氣體流動(dòng)方向)可移動(dòng)地被收容保持，并開(kāi)
關(guān)噴射孔。在本實(shí)施方式中，噴射器28的閥芯由作為電磁驅(qū)動(dòng)裝置的
螺線管驅(qū)動(dòng)，通過(guò)供電到該螺線管的脈沖狀勵(lì)磁電流的開(kāi)/關(guān)，可雙級(jí)
或多級(jí)地切換噴射孔的開(kāi)口面積。通過(guò)從控制部7輸出的控制信號(hào)控 制噴射器28的氣體噴射時(shí)間及氣體噴射時(shí)期，從而高精度地控制氫氣 的流量及壓力。噴射器28是以電磁驅(qū)動(dòng)力直接對(duì)閥(閥芯及閥座)進(jìn) 行開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)的裝置，該驅(qū)動(dòng)周期可控制到高響應(yīng)區(qū)域，因此具有較高 的響應(yīng)性。
噴射器28為了向其下游供給要求的氣體流量，通過(guò)變更設(shè)于噴射 器28的氣體流路上的閥芯的開(kāi)口面積(開(kāi)度)及打開(kāi)時(shí)間的至少一個(gè)， 從而調(diào)整供給到下游側(cè)(燃料電池2側(cè))的氣體流量(或氫摩爾濃度)。 此外，通過(guò)噴射器28的閥芯開(kāi)關(guān)調(diào)整氣體流量，并且供給到噴射器28 下游的氣體壓力比噴射器28上游的氣體壓力減壓，因此也可將噴射器 28解釋為調(diào)壓閥(減壓閥、調(diào)節(jié)器)。另外，在本實(shí)施方式中還可解 釋為可根據(jù)氣體要求改變噴射器28的上游氣體壓力的調(diào)壓量(減壓 量)以在規(guī)定的壓力范圍內(nèi)與要求壓力一致的可變調(diào)壓閥。噴射器28 調(diào)整氫供給流路22的上游側(cè)的氣體狀態(tài)(氣體流量、氫摩爾濃度、氣 體壓力)并供給到下游側(cè)，相當(dāng)于本發(fā)明中的可變氣體供給裝置。
此外，在本實(shí)施方式中，如圖1所示，在比氫供給流路22和循環(huán) 流路23的合流部Al更靠近上游側(cè)處配置噴射器28。另外，如圖l中 虛線所示，當(dāng)作為燃料供給源采用多個(gè)氫供給源21時(shí)，在比從各氫供 給源21供給的氫氣合流的部分(氫氣合流部A2)更靠近下游側(cè)處配置噴射器28。
在循環(huán)流路23中，通過(guò)氣液分離器30及排氣排水閥31連接有排氣排水流路25。氣液分離器30從氫廢氣中回收水分。排氣排水閥31根據(jù)來(lái)自控制部7的命令進(jìn)行動(dòng)作，由此將由氣液分離器30回收的水分和循環(huán)流路23內(nèi)的含有雜質(zhì)的氫廢氣(燃料廢氣)排出(清除)到外部。通過(guò)排氣排水閥31的打開(kāi)，循環(huán)流路23內(nèi)的氫廢氣中的雜質(zhì)濃度降低，循環(huán)供給的氫廢氣中的氫濃度上升。在排氣排水閥31的上游位置(循環(huán)流路23上)及下游位置(排氣排水流路25上)，分別設(shè)有檢測(cè)氫廢氣的壓力的上游側(cè)壓力傳感器32及下游側(cè)壓力傳感器33。與由這些壓力傳感器檢測(cè)出的氫廢氣的壓力相關(guān)的信息用于下述排氣控制。循環(huán)流路23是本發(fā)明中的排出流路的一個(gè)實(shí)施方式，排氣排水閥31是本發(fā)明中的排氣閥的一個(gè)實(shí)施方式。
經(jīng)由排氣排水閥31及排氣排水流路25排出的氫廢氣通過(guò)未圖示的稀釋器被稀釋，與排氣流路12內(nèi)的氧化廢氣合流。氫泵24通過(guò)未圖示的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)，將循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的氫氣循環(huán)供給到燃料電池2。氫氣的循環(huán)系統(tǒng)由以下構(gòu)成氫供給流路22的合流點(diǎn)Al的下游側(cè)流路；在燃料電池2的隔板上形成的燃料氣體流路；和循環(huán)流路23。
致冷劑配管系統(tǒng)5具有與燃料電池2內(nèi)的冷卻流路連通的致冷
劑流路41;設(shè)置在致冷劑流路41上的冷卻泵42;冷卻從燃料電池2
排出的致冷劑的散熱器43。冷卻泵42通過(guò)未圖示的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)將致冷劑流路41內(nèi)的致冷劑循環(huán)供給到燃料電池2。
電力系統(tǒng)6具有高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器61;蓄電池62;牽引變換器63;牽引電動(dòng)機(jī)64;未圖示的各種輔機(jī)變換器等。高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器61是直流的電壓變換器，具有調(diào)整從蓄電池62輸入的直流電壓而輸出到牽引變換器63側(cè)的功能及調(diào)整從燃料電池2或牽引電動(dòng)機(jī)64輸入的直流電壓而輸出到蓄電池62的功能。通過(guò)高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器61的這些功能，實(shí)現(xiàn)蓄電池62的充電放電。另外，通過(guò)高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器61，控制燃料電池2的輸出電壓。
蓄電池62層積蓄電池單元，以一定的高壓為端子電壓，可通過(guò)未圖示的蓄電池計(jì)算機(jī)的控制來(lái)將剩余電力充電或輔助供給電力。牽引變換器63將直流電流變換為三相交流，并供給到牽引電動(dòng)機(jī)64。牽引電動(dòng)機(jī)64例如是三相交流電動(dòng)機(jī)，構(gòu)成搭載燃料電池系統(tǒng)1的車輛的主動(dòng)力源。輔機(jī)變換器是控制各馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)控制部，將直流電流變換為三相交流，并供給到各電動(dòng)機(jī)。輔機(jī)變換器例如是脈寬調(diào)制方式的PWM變換器，根據(jù)來(lái)自控制部7的控制命令，將從燃料電池2或蓄電池62輸出的直流電壓變換為三相交流電壓，并控制在各電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)扭矩。
控制部7檢測(cè)出設(shè)于車輛上的加速用操作部件(加速器等)的操作量，并接收加速要求值(例如來(lái)自牽引電動(dòng)機(jī)64等的負(fù)荷裝置的要求發(fā)電量)等的控制信息，控制系統(tǒng)內(nèi)的各種設(shè)備的動(dòng)作。此外，所謂負(fù)荷裝置是除了牽引電動(dòng)機(jī)64夕卜，包括以下裝置的耗電裝置的總稱使燃料電池2動(dòng)作所需的輔機(jī)裝置(例如壓縮機(jī)14、氫泵24、冷卻泵42的各馬達(dá)等)、與車輛行駛相關(guān)的各種裝置(變速機(jī)、車輪控制部、轉(zhuǎn)向裝置、懸架裝置等)中使用的致動(dòng)器、乘員空間的空調(diào)裝置(空調(diào))、照明、音響等。
控制部7由未圖示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有CPU、ROM、 RAM、 HDD、輸入輸出接口及顯示器等，CPU讀入ROM中存儲(chǔ)的各種控制程序而進(jìn)行希望的計(jì)算，從而進(jìn)行下述排氣控制等各種處理、控制。
具體而言，控制部7如圖2所示，根據(jù)由電流傳感器2a檢測(cè)出的燃料電池2的發(fā)電電流值，計(jì)算出由燃料電池2消耗的氫氣的流量(以下稱為"耗氫量")(燃料消耗量計(jì)算功能Bl)。在本實(shí)施方式中，
13使用表示發(fā)電電流值和耗氫量之間的關(guān)系的特定的計(jì)算式，按照控制部7的計(jì)算周期計(jì)算出耗氫量并進(jìn)行更新。
另外，控制部7根據(jù)燃料電池2的發(fā)電電流值，計(jì)算出向燃料電池2供給的氫氣在噴射器28的下游位置的目標(biāo)壓力值(目標(biāo)壓力值計(jì)算功能B2)，并計(jì)算出目標(biāo)排氣量(從排氣排水閥31的氫廢氣的目
標(biāo)排出量)(目標(biāo)排氣量計(jì)算功能B3)。在本實(shí)施方式中，使用表
示發(fā)電電流值、目標(biāo)壓力值及目標(biāo)排氣量的關(guān)系的特定的映射，按照
控制部7的計(jì)算周期計(jì)算出目標(biāo)壓力值及目標(biāo)排氣量。
另外，控制部7計(jì)算出算出的目標(biāo)壓力值和由壓力傳感器29檢測(cè)出的噴射器28的下游位置的壓力值(檢測(cè)壓力值)之間的偏差(壓力差計(jì)算功能B4)。并且，控制部7計(jì)算出為了降低算出的偏差而加到耗氫量上的氫氣流量(反饋校正流量)(校正流量計(jì)算功能B5)。另外，控制部7將耗氫量和反饋校正流量相加而計(jì)算出噴射器28的噴射流量(噴射流量計(jì)算功能B6)。并且，控制部7根據(jù)計(jì)算出的噴射流量、驅(qū)動(dòng)周期計(jì)算出噴射器28的噴射時(shí)間，通過(guò)輸出用于實(shí)現(xiàn)該噴射時(shí)間的控制信號(hào)，控制噴射器28的氣體噴射時(shí)間及氣體噴射時(shí)期，從而調(diào)整供給到燃料電池2的氫氣的流量及壓力。此外，與計(jì)算出的噴射器28的噴射流量相關(guān)的信息用于下述排氣控制。
另外，控制部7進(jìn)行上述噴射器28的反饋控制(使噴射器28的下游位置的檢測(cè)壓力值追隨規(guī)定的目標(biāo)壓力值的、噴射器28的氣體噴射時(shí)間及氣體噴射時(shí)期的控制)的同時(shí)，通過(guò)進(jìn)行排氣排水閥31的開(kāi)關(guān)控制，使循環(huán)流路23內(nèi)的水分及氫廢氣從排氣排水閥31排出到外部。
此時(shí)，控制部7根據(jù)來(lái)自噴射器28的氣體供給狀態(tài)的變化計(jì)算出從排氣排水閥31的氫廢氣的總排出量(排氣量)(排氣量計(jì)算功能-B7)，并且判斷計(jì)算出的排氣量是否在規(guī)定的目標(biāo)排氣量以上(排氣量偏差判斷功能B8)。并且，控制部7在計(jì)算出的排氣量Q小于目
標(biāo)排氣量Qo的情況下，打開(kāi)排氣排水閥31，并且在計(jì)算出的排氣量Q
為目標(biāo)排氣量Q。以上的情況下，關(guān)閉排氣排水闊31 (排氣控制功能
B9)。在排氣控制時(shí)，控制部7在某一時(shí)刻的來(lái)自噴射器28的氣體供給量的供給開(kāi)始時(shí)計(jì)算出的排氣量Q在目標(biāo)排氣量Qo以上的情況下，直到上述氣體供給量的供給停止為止，持續(xù)排氣排水閥31的開(kāi)放，并且在停止上述氣體供給量的供給的同時(shí)，關(guān)閉排氣排水閥31。 g卩，控制部7作為本發(fā)明的控制單元起作用。
在此詳細(xì)說(shuō)明控制部7的排氣量計(jì)算功能B7。通過(guò)噴射器28的反饋控制，在噴射器28的下游位置的壓力傳感器29的檢測(cè)壓力值追隨目標(biāo)壓力值的狀態(tài)下，當(dāng)通過(guò)打開(kāi)排氣排水閥31，氫廢氣從循環(huán)流路23排出時(shí)，檢測(cè)壓力值暫時(shí)降低。控制部7計(jì)算出由這種氫廢氣排出(排氣)引起的壓力降低量，并根據(jù)該計(jì)算出的壓力降低量，計(jì)算出與壓力降低量對(duì)應(yīng)的氫廢氣的排出量(壓力變化對(duì)應(yīng)流量)(壓力變化對(duì)應(yīng)流量計(jì)算功能B7a)。在本實(shí)施方式中，使用表示排氣引起的壓力降低量和與該壓力降低量對(duì)應(yīng)的氫氣的排出量之間的關(guān)系的特定的計(jì)算式，計(jì)算出壓力變化對(duì)應(yīng)流量Qp另外，控制部7計(jì)算出用于補(bǔ)償由氫廢氣的排出(排氣)引起的壓力降低量的反饋校正流量(氣體校正供給流量)(校正流量計(jì)算功能B5)，并計(jì)算出該反饋校正流量從排氣開(kāi)始時(shí)的時(shí)間積算值Q2 (校正流量積算功能B7b)。并且，控制部7通過(guò)將壓力變化對(duì)應(yīng)流量(^和反饋校正流量的從排氣開(kāi)始時(shí)的時(shí)間積算值q2相加，計(jì)算出從排氣排水閥31的氫廢氣的總排出量(排氣量Q)(排氣量計(jì)算功能B7)。目卩，控制部7作為本發(fā)明的排氣量計(jì)算單元起作用。
接著，使用圖3及圖4的流程圖和圖5A 圖6C的時(shí)間圖說(shuō)明本實(shí)施方式涉及的燃料電池系統(tǒng)1的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。
在燃料電池系統(tǒng)1通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，氫氣從氫供給源21經(jīng)由氫供給流路22供給到燃料電池2的燃料極，并且加濕調(diào)整后的空氣經(jīng)由空氣供
給流路11供給到燃料電池2的氧化極，從而進(jìn)行發(fā)電。此時(shí)，由控制部7計(jì)算應(yīng)從燃料電池2產(chǎn)生的電力(要求電力)，使與該發(fā)電量對(duì)應(yīng)的量的氫氣及空氣供給到燃料電池2內(nèi)。在本實(shí)施方式中，在這樣的通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，實(shí)施噴射器28的反饋控制，并且實(shí)施排氣排水閥31的清除控制(用于將循環(huán)流路23的內(nèi)部滯留的水分、氫廢氣排出到外部的排氣排水閥31的開(kāi)關(guān)控制)。
首先，如圖3的流程圖所示，燃料電池系統(tǒng)1的控制部7使用電流傳感器2a計(jì)算出燃料電池2發(fā)電時(shí)的電流值(電流檢測(cè)工序Sl)。接著，控制部7根據(jù)檢測(cè)出的電流值計(jì)算出燃料電池2中的耗氫量(耗氫量計(jì)算工序S2)，并且計(jì)算出供給到燃料電池2的氫氣的噴射器28的下游位置的目標(biāo)壓力值及目標(biāo)排氣量(目標(biāo)值計(jì)算工序S3)。
接著，控制部7使用壓力傳感器29檢測(cè)出噴射器28的下游側(cè)的壓力值(壓力值檢測(cè)工序S4)。接著，控制部7計(jì)算出為了降低在目標(biāo)值計(jì)算工序S3中計(jì)算出的目標(biāo)壓力值和在壓力值檢測(cè)工序S4中檢測(cè)出的壓力值(檢測(cè)壓力值)之間的偏差而加到耗氫量上的氫氣流量(反饋校正流量)(校正流量計(jì)算工序S5)。接著，控制部7將耗氫量和反饋校正流量相加而計(jì)算出噴射器28的噴射流量，根據(jù)該噴射流量、驅(qū)動(dòng)周期計(jì)算出噴射器28的噴射時(shí)間。并且，控制部7通過(guò)輸出用于實(shí)現(xiàn)該噴射時(shí)間的控制信號(hào)，控制噴射器28的氣體噴射時(shí)間及氣體噴射時(shí)期，從而調(diào)整供給到燃料電池2的氫氣的流量及壓力(反饋控制工序S6)。
控制部7實(shí)現(xiàn)上述反饋控制工序S6，并且判斷有無(wú)排氣開(kāi)始要求(排氣要求判斷工序S7)。在本實(shí)施方式中，在滯留在氣液分離器30的儲(chǔ)液部的水分量超過(guò)規(guī)定的閾值的情況下，未圖示的液量傳感器對(duì)控制部7輸出排氣開(kāi)始要求信號(hào)?？刂撇?當(dāng)在排氣要求判斷工序S7中判斷無(wú)排氣開(kāi)始要求時(shí)，維持排氣排水閥31的關(guān)閉狀態(tài)(排氣閥關(guān)閉工序Sll)。另一方面，控制部7在排氣要求判斷工序S7中接
收排氣開(kāi)始要求信號(hào)而判斷為有排氣開(kāi)始要求，并且在來(lái)自噴射器28
的氣體噴射已經(jīng)開(kāi)始的情況下，打開(kāi)排氣排水閥31 (排氣閥打開(kāi)工序
S8)。如圖5A 圖5C所示，通過(guò)在排氣閩打開(kāi)工序S8中打開(kāi)排氣排 水閥31，滯留在氣液分離器30的水分排出到排氣排水流路25,在與 水分排出結(jié)束大致同時(shí)，循環(huán)流路23內(nèi)的氫廢氣排出到排氣排水流路 25。
另外，控制部7在打開(kāi)排氣排水閥31的同時(shí)，推測(cè)來(lái)自排氣排水 闊31的氫廢氣的總排出量(排氣量Q)(排氣量推測(cè)工序S9)。在 此，使用圖4的流程圖及圖5D等的時(shí)間圖說(shuō)明排氣量推測(cè)工序S9。
首先，控制部7根據(jù)由排氣排水閥31打開(kāi)而排出氫廢氣所引起的 噴射器28的下游側(cè)的壓力降低量AP (從氫基準(zhǔn)壓力減去氫現(xiàn)在壓力 所得的值參照?qǐng)D5D)，計(jì)算出作為與壓力降低量AP對(duì)應(yīng)的流量的 壓力變化對(duì)應(yīng)流量Q！(壓力變化對(duì)應(yīng)流量計(jì)算工序S20)。接著，控 制部7計(jì)算出用于補(bǔ)償由排氣排水閥31打開(kāi)而排出氫廢氣所引起的噴 射器28的下游側(cè)的壓力降低量的反饋校正流量，并計(jì)算出從該反饋校 正流量的排氣開(kāi)始時(shí)點(diǎn)起的時(shí)間積算值Q2 (參照?qǐng)D5E)(校正流量積 算工序S21)。接著，控制部7通過(guò)將壓力變化對(duì)應(yīng)流量Q1和從排
氣開(kāi)始時(shí)點(diǎn)起的反饋校正流量的時(shí)間積算值Q2相加，計(jì)算出來(lái)自排氣
排水閥31的氫廢氣的總排出量(排氣量Q)(排氣量計(jì)算工序S22)。
經(jīng)過(guò)排氣量推測(cè)工序S9后，控制部7判斷所推測(cè)的氫廢氣的總排 出量(排氣量Q)是否為在目標(biāo)值計(jì)算工序S3中計(jì)算出的目標(biāo)排氣量 Qo以上(排氣量判斷工序S10)。并且，控制部7在推測(cè)的排氣量Q 小于目標(biāo)排氣量Qo的情況下，繼續(xù)進(jìn)行排氣量推測(cè)工序S9及排氣量 判斷工序SIO，另一方面，在推測(cè)的排氣量Q在目標(biāo)排氣量Qo以上的 情況下，關(guān)閉排氣排水閥31 (排氣閥關(guān)閉工序Sll)。在排氣閥關(guān)閉 工序S11中，控制部7如圖6A及圖6C所示，在從某一時(shí)點(diǎn)的噴射器28的氣體供給量的供給開(kāi)始時(shí)所計(jì)算出的排氣量Q在排氣量Qo以上的 情況下，持續(xù)開(kāi)放排氣排水閥31直到上述氣體供給量的供給停止為止， 并且在停止上述氣體供給量的供給的同時(shí)關(guān)閉排氣排水閥31。控制部 7這樣控制排氣排水閥31，從而如圖6B所示，可排出與實(shí)際的排氣量 超過(guò)目標(biāo)排氣量Qo時(shí)的來(lái)自噴射器28的氣體供給量(臨界氣體供給 量)對(duì)應(yīng)的排氣量增加量AQ。
在以上說(shuō)明的實(shí)施方式涉及的燃料電池系統(tǒng)1中，在排氣排水閥 31打開(kāi)期間計(jì)算出的排氣量超過(guò)規(guī)定的目標(biāo)排氣量的情況下，能夠在 停止從噴射器28的臨界氣體供給量的供給的同時(shí)關(guān)閉排氣排水閥31。 換言之，在排氣排水閥31打開(kāi)期間計(jì)算出的排氣量超過(guò)規(guī)定的目標(biāo)排 氣量的情況下，可考慮從噴射器28的臨界氣體供給量而繼續(xù)排氣排水 閥31的開(kāi)放。因此，可抑制由從噴射器28的氣體供給引起的實(shí)際的 排氣量小于目標(biāo)排氣量(排氣誤差)。
此外，在以上實(shí)施方式中，示例了在燃料電池系統(tǒng)1的氫氣配管 系統(tǒng)4上設(shè)置循環(huán)流路23的情況，但是例如圖7所示，也可將排出流 路32連接到燃料電池2上而廢棄循環(huán)流路23。在采用這種構(gòu)成(盲端 方式)的情況下，和上述實(shí)施方式一樣，通過(guò)在停止從噴射器28的臨 界氣體供給量的供給的同時(shí)關(guān)閉排氣排水閥31，可獲得和上述實(shí)施方 式一樣的作用效果。
另外，在上述實(shí)施方式中，示例了在排氣排水閥31打開(kāi)期間計(jì)算 出的排氣量超過(guò)規(guī)定的目標(biāo)排氣量的情況下，停止來(lái)自噴射器28的臨 界氣體供給量的供給的同時(shí)關(guān)閉排氣閥31的情況，但是也可進(jìn)一步精 度良好地控制排氣排水閥31的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。
例如，如圖8A 圖8C所示，控制部7在計(jì)算出的排氣量Q為目 標(biāo)排氣量Q。以上的情況下，能夠計(jì)算出從來(lái)自噴射器28的臨界氣體 供給量的供給時(shí)起、到將與臨界氣體供給量對(duì)應(yīng)的排氣量增加量A Q
18的一部分加到之前的排氣量上而計(jì)算出的排氣量達(dá)到目標(biāo)排氣量Qo為 止的所需時(shí)間At，并從臨界氣體供給量的開(kāi)始?xì)怏w供給開(kāi)始時(shí)起經(jīng)過(guò) 所需時(shí)間At后關(guān)閉排氣排水閥31。 At可利用局部的排氣速度(單位 時(shí)間內(nèi)的排氣量增加量)、及在加上排氣量增加量AQ之前計(jì)算出的 排氣量和目標(biāo)排氣量Qo之間的差來(lái)計(jì)算，上述局部的排氣速度是根據(jù) 與來(lái)自噴射器28的臨界氣體供給量對(duì)應(yīng)的排氣量增加量A Q和排氣量 增加量A Q全部排出為止所需的時(shí)間計(jì)算出的。
控制部7這樣控制排氣排水閥31的話，在從噴射器28供給的臨 界氣體供給量停止的同時(shí)關(guān)閉排氣排水閥31時(shí)實(shí)際的排氣量超過(guò)目標(biāo) 排氣量的情況下，如圖8C所示，可在臨界氣體供給量的供給停止前先 行關(guān)閉排氣排水閥31。其結(jié)果是，可抑制實(shí)際的排氣量超過(guò)目標(biāo)排氣 量(排氣誤差)。
另外，在以上實(shí)施方式中，示例了在循環(huán)流路23上設(shè)置氫泵24 的情況，但是也可代替氫泵24使用噴射器。另外，在以上實(shí)施方式中， 示例了在循環(huán)流路23上設(shè)置同時(shí)實(shí)現(xiàn)排氣和排水的排氣排水閥31的 情況，但是也可分別設(shè)置將在氣液分離器30回收的水分排出到外部的 排水閥和用于將循環(huán)流路23內(nèi)的氣體排出到外部的排氣閥，能夠通過(guò) 控制部7分別控制排水閥及排氣閥。
另外，在以上實(shí)施方式中，示例了在氫供給流路22上設(shè)置截止閥 26及調(diào)節(jié)器27的情況，但是噴射器28起到可變調(diào)壓閥的功能，并且 起到作為截止氫氣供給的截止閥的功能，因此不必非要設(shè)置截止閥26、 調(diào)節(jié)器27。因此，如果釆用噴射器28，則可省去截止閥26、調(diào)節(jié)器 27，因此可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)小型化及低價(jià)化。
另外，在以上實(shí)施方式中，示例了根據(jù)燃料電池2的發(fā)電電流值 設(shè)定耗氫量、目標(biāo)壓力值及目標(biāo)排氣量的情況，也可以檢測(cè)表示燃料 電池2的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的其他物理量(燃料電池2的發(fā)電電壓值、發(fā)電電
19力值、燃料電池2的溫度等)，并根據(jù)該檢測(cè)出的物理量設(shè)定耗氫量、 目標(biāo)壓力值及目標(biāo)排氣量。另外，控制部判斷燃料電池2是否處于停 止?fàn)顟B(tài)、起動(dòng)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、馬上要進(jìn)入間歇運(yùn)轉(zhuǎn)前的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、剛 從間歇運(yùn)轉(zhuǎn)恢復(fù)后的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、通常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并可根據(jù) 這些運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)定耗氫量等。
本發(fā)明涉及的燃料電池系統(tǒng)如以上實(shí)施方式所示，可搭載于燃料 電池車輛，另外也可搭載于燃料電池車輛以外的各種移動(dòng)體(機(jī)器人、
船舶、飛機(jī)等)。另外，也可將本發(fā)明涉及的燃料電池系統(tǒng)適用于作 為建筑(住宅、大廈等)用的發(fā)電設(shè)備所使用的定置用發(fā)電系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池系統(tǒng)，具有燃料電池；供給流路，用于使從燃料供給源供給的燃料氣體流到上述燃料電池；可變氣體供給裝置，調(diào)整上述供給流路的上游側(cè)的氣體狀態(tài)而供給到下游側(cè)；排出流路，用于使從上述燃料電池排出的燃料廢氣流過(guò)；排氣閥，用于將上述排出流路內(nèi)的氣體排出到外部；和控制單元，在上述排氣閥打開(kāi)期間計(jì)算出的排氣量超過(guò)規(guī)定的目標(biāo)排氣量的情況下，關(guān)閉上述排氣閥，上述控制單元在上述排氣閥打開(kāi)期間計(jì)算出的排氣量超過(guò)上述目標(biāo)排氣量的情況下，停止來(lái)自上述可變氣體供給裝置的氣體供給量的供給的同時(shí)，關(guān)閉上述排氣閥。
2. —種燃料電池系統(tǒng)，具有燃料電池；供給流路，用于使從燃 料供給源供給的燃料氣體流到上述燃料電池；可變氣體供給裝置，調(diào) 整上述供給流路的上游側(cè)的氣體狀態(tài)而供給到下游側(cè)；排出流路，用 于使從上述燃料電池排出的燃料廢氣流過(guò)；排氣閥，用于將上述排出 流路內(nèi)的氣體排出到外部；和控制單元，在上述排氣閥打開(kāi)期間計(jì)算 出的排氣量超過(guò)規(guī)定的目標(biāo)排氣量的情況下，關(guān)閉上述排氣閥，上述控制單元在上述排氣閥打開(kāi)期間計(jì)算出的排氣量超過(guò)上述目 標(biāo)排氣量的情況下，計(jì)算出從來(lái)自上述可變氣體供給裝置的氣體供給 量的氣體供給開(kāi)始時(shí)起、到將與上述氣體供給量對(duì)應(yīng)的排氣量增加量 的至少一部分加到之前的排氣量上而計(jì)算出的排氣量達(dá)到目標(biāo)排氣量 為止的所需時(shí)間，從上述氣體供給量的氣體供給開(kāi)始時(shí)起經(jīng)過(guò)上述所 需時(shí)間后關(guān)閉上述排氣閥。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池系統(tǒng)，上述控制單元具有 排氣量計(jì)算單元，其根據(jù)來(lái)自上述可變氣體供給裝置的氣體供給狀態(tài) 的變化量的時(shí)間積算，計(jì)算出從上述排氣閥的排氣量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池系統(tǒng)，上述排氣量計(jì)算單元將由上述可變氣體供給裝置的下游側(cè)壓力的變化量換算出的壓力變化對(duì) 應(yīng)流量、及用于補(bǔ)償上述可變氣體供給裝置的下游側(cè)壓力的降低的氣 體校正供給流量的時(shí)間積算值相加，從而計(jì)算出從上述排氣閥的排氣
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4的任意一項(xiàng)所述的燃料電池系統(tǒng)，上述可變 氣體供給裝置是噴射器。
全文摘要
一種燃料電池系統(tǒng)，具有燃料電池；供給流路，用于使從燃料供給源供給的燃料氣體流入到燃料電池；可變氣體供給裝置，調(diào)整供給流路的上游側(cè)的氣體狀態(tài)而供給到下游側(cè)；排出流路，用于使從燃料電池排出的燃料廢氣流動(dòng)；排氣閥，將排出流路內(nèi)的氣體排出到外部；控制單元，當(dāng)排氣閥打開(kāi)的過(guò)程中計(jì)算出的排氣量超過(guò)規(guī)定的目標(biāo)排氣量時(shí)，關(guān)閉排氣閥?？刂撇吭谂艢忾y打開(kāi)的過(guò)程中計(jì)算出的排氣量超過(guò)目標(biāo)排氣量時(shí)，停止來(lái)自可變氣體供給裝置的氣體供給量的供給的同時(shí)，關(guān)閉排氣閥。
文檔編號(hào)H01M8/04GK101496209SQ200780028098
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2007年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日
發(fā)明者水野秀昭, 石垣克記 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社