[发明专利]燃料电池系统和移动体

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池系统和一种移动体。

背景技术

目前，包括在接收源气体(燃料气体和氧化气体)时产生电力的燃料电池的燃料电池系统已被提出并且被投入实际应用中。当通过该燃料电池系统产生电力时，通过电化学反应在燃料电池中产生水；然而，存在这样一种情形，其中水剩余在燃料电池的源气体通道中并且阻塞源气体的流入。进一步，当燃料电池系统在低温环境，例如低于零点的环境中运行时，存在这样一种情形，其中在燃料电池的电极(催化剂层和扩散层)中剩余的水冻结并且急剧降低起动功能。

作为用于解决由于在燃料电池中产生的水而产生的上述各种问题的现有技术，已经提出一种技术(扫气技术)，由此当燃料电池运行停止时，干燥氧或者干燥氢被供应到源气体通道，由此移除在燃料电池中剩余的任何水分。进而，近来，已经提出一种技术，由此执行计算以确定在燃料电池中剩余的水分余量，并且基于因此获得的水分余量，被供应到燃料电池的气体的流量增加或者降低以调整燃料电池的内部潮湿状态(见，例如日本专利申请公开No.2004-119052)。

发明内容

顺便提及的是，为了在低温环境中起动燃料电池，在燃料电池中的水量应该等于或者小于预定的容许值(使得能够起动的水量)。并且为了在燃料电池中获得等于或者小于这种预定容许值的水量，应该计算(估算)从燃料电池排出的准确水量，并且应该准确确定燃料电池的内部潮湿状态。

根据在上述公开中描述的技术，基于例如供应到燃料电池的气体的流量计算从燃料电池排出的水量；然而，存在一个问题，即此时，因为未考虑燃料电池的状态(例如，在燃料电池中的残留水量和燃料电池的倾斜度)，所以不能计算被排出的准确水量。当如所述那样从燃料电池排出的水量不能被精确地计算(估算)时，燃料电池的起动功能可能在低温环境中劣化。

考虑到这些情况而提出本发明，并且本发明的一个目的在于提供一种可基于燃料电池的状态准确估算从燃料电池排出的准确水量的燃料电池系统。

为了实现上述目的，根据本发明的燃料电池系统包括用于产生电力的燃料电池，且通过向所述燃料电池供应气体将所述燃料电池中剩余的水排出到外部，所述燃料电池系统包括：排出量估算装置，所述排出量估算装置用于基于所述燃料电池的状态估算从所述燃料电池排出的水量。

例如，基于在所述燃料电池中剩余的水量，所述排出量估算装置能够估算从所述燃料电池排出的水量。同样，基于燃料电池倾斜的状态或者对所述燃料电池施加力的状态，排出量估算装置能够估算从燃料电池排出的水量。

根据该布置，通过考虑到燃料电池的状态(例如，在燃料电池中剩余的水量或者燃料电池的倾斜)，能够准确估算从燃料电池排出的水量。例如，在其中大(小)量的水剩余在燃料电池中的情形中，能够估算从燃料电池排出大(小)量的水。进而，因为在燃料电池中的剩余水量和将被排出的水量之间不总是成立比例关系，所以应该为每一个燃料电池设计在剩余水量和排出量之间的关系，并且应该基于该关系执行校正，从而排水量能够被精确地估算。另外，在因为燃料电池倾斜或者惯性力被施加到燃料电池而使得从燃料电池排水变得容易(或者困难)的情形中，能够估算到从燃料电池排出的水量将增加(降低)。因此，因为燃料电池的内部潮湿状态能够被精确地确定，所以这能够有助于改进燃料电池在低温环境中的起动功能，并且燃料消耗量能够被降低。

进一步，根据本发明的移动体包括上述燃料电池系统。

因为该布置包括可采用燃料电池的状态以准确估算从燃料电池排出的水量的燃料电池系统，所以能够提供在低温环境中呈现优良起动功能且能够降低燃料消耗量的移动体。

根据本发明，能够提供一种燃料电池系统，它能够采用燃料电池的状态以准确地估算从燃料电池排出的水量。

附图说明

图1是示意根据本发明第一模式的燃料电池系统的构造的图表；

图2是表示在图1所示燃料电池系统的燃料电池中的剩余水量和从燃料电池排出的水量之间的关系的表格映射；

图3是用于解释起动图1的燃料电池系统的方法的流程图；

图4A是示意其中包括根据本发明第二模式的燃料电池系统的燃料电池混合车辆在下坡上停止的状态的概念图表；

图4B是示意其中包括根据本发明第二模式的燃料电池系统的燃料电池混合车辆在上坡上停止的状态的概念图表；

图5是表示在根据本发明第二模式的燃料电池系统的燃料电池的倾斜角度和从燃料电池排出的水量之间的关系的表格映射；和

图6是用于解释用于起动根据本发明第二模式燃料电池系统的方法的流程图。

具体实施方式