[发明专利]燃料电池系统、检测该系统中气体泄漏的方法、和移动体

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池系统，一种用于检测这样的系统中气体泄漏的方法，以及一种移动体。

背景技术

目前，燃料电池系统已被提出并且开始实际应用，所述燃料电池系统通过反应性气体(燃气和氧化性气体)的电化学反应产生电能。在这样的燃料电池系统中，对于反应性气体，快速、精确地在气体通路中检测气体泄漏是十分重要的。

例如，在公开的日本专利申请No.2003-308866中，提出了一种这样的技术，其中，当燃料电池的电力负载较小时，燃料电池停止产生电能，在燃料电池系统的气体循环供应系统中形成预定的封闭空间，并且基于此封闭空间内的压力状态检测燃气的泄漏。

此外，在公开的日本专利申请No.2004-170321中，提出了一种这样的技术，其中，封闭空间形成在燃料电池系统的气体循环供给系统内，此封闭空间的上游侧的压力设置成大于此封闭空间内的压力，此空间的下游侧的压力设置成小于此封闭空间内的压力，并且，基于此封闭空间内的压力变化，检测此状态下燃气的泄漏。

发明内容

在公开的日本专利申请No.2003-308866所描述的技术中，基于封闭空间内的压力状态检测气体泄漏，但是即使在燃料电池停止产生电能的情况下，反应性气体也暂时流过气体通路。所以，即使在气体通路中不存在任何气体泄漏时，封闭空间内也可能发生压力变化。

此外，在公开的日本专利申请No.2003-308866中，当检测气体泄漏时，封闭空间需要形成在气体通路中，但是，有时不能可靠地形成封闭空间，这取决于系统。在这种情况下，因为气流进入作为检测对象的封闭空间，因此作为检测对象的封闭空间内的压力状态发生变化，并且干扰气体泄漏的检测。

此外，在公开的日本专利申请No.2004-170321中，当封闭空间内的压力变得低于预定压力时，其不能确定气体泄漏是发生在封闭空间下游侧的阀处，还是发生在封闭空间除阀之外的管路处。

如上所述，在仅基于封闭空间内的压力状态进行气体泄漏检测的系统中，存在误检测的问题，并且存在泄漏部分不能确定的问题。

鉴于以上情况，开发了本发明，并且目的是改善在燃料电池系统内气体泄漏检测的精度。

为解决上述问题，根据本发明的燃料电池系统具有：燃料电池，反应性气体提供给燃料电池以产生电力；气体通路，其与燃料电池连通；多个阀，设置在气体通路的中途，并且在气体通路中形成多个相邻的封闭空间；第一压力传感器，其测量作为气体泄漏检测目标的第一封闭空间的压力；第二压力传感器，其测量第二封闭空间的压力，第二封闭空间与第一封闭空间的下游侧相邻；以及检测装置，其用于在第二封闭空间的压力降低至低于第一封闭空间的压力的情况下，基于第一压力传感器的压力测量结果和第二压力传感器的压力测量结果，检测第一封闭空间内的气体泄漏。

根据这样的构造，由于作为第一封闭空间的气体泄漏模式，不仅可以测量作为气体泄漏检测目标的第一封闭空间的压力下降(压力变化)，而且可以测量与第一封闭空间下游侧相邻的第二封闭空间的压力上升(压力变化)，因此不仅可以检测出由于限定第一封闭空间一部分的气体通路管路的壁表面裂缝所引起的气体泄漏(外部漏泄)，而且可以检测出由于阀(密封部件)的阀关闭异常(例如密封缺陷)所引起的至第二封闭空间的气体泄漏(内部泄漏)，其中所述阀用于在气体通路中形成第一封闭空间。因此，与仅仅使用仅基于第一封闭空间中的压力状态的来检测气体泄漏的常规气体泄漏检测系统相比，本发明可以改善气体泄漏检测的精度。

此处，意味着″反应性气体″不仅包括提供至燃料电池的燃气，还包括提供至燃料电池的氧化性气体。″气体通路″是提供至燃料电池的反应性气体的气体供应通路、气体循环通路和气体排出通路中的至少一个。作为气体泄漏检测目标的气体通路是燃气侧的气体通路和氧化性气体侧的气体通路中的至少一个，或者是它们两个。因此，在上述构造中，″检测第一封闭空间内的气体泄漏″是指在燃气侧气体通路和氧化性气体侧气体通路中的一个区域的至少一部分内检测气体泄漏。应当注意的是，″气体泄漏″是指，由于沿着气体通路设置的阀的异常(例如，故障)、管路或类似部件的损坏所引起的来自相对于第一封闭空间的气体通路的气体渗漏。

例如，当第一封闭空间的压力下降值为预定阈值或更大，并且第二封闭空间的压力升高值是预定阈值或更大时，检测装置检测来自设置在第一封闭空间和第二封闭空间之间的阀的气体泄漏。