[发明专利]燃料电池系统和用于运行该系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池系统和用于运行该系统的方法，在该燃料电池系统中，燃料电池的气体供应通道设有喷射器。

背景技术

目前，包括接收反应气体(燃料气体和氧化气体)供应以产生电力的燃料电池的燃料电池系统已被提出并且投入实际使用。这种燃料电池系统设有用于向燃料电池供应从燃料供应源例如氢罐供应的燃料气体的燃料供应通道。

而且，通常，燃料供应通道设有压力调节阀(调整器)，在供应压力显著较高的情形中，该压力调节阀将来自燃料供应源的燃料气体的供应压力减小为恒定值(例如，见日本专利申请公开No.2004-342386)。

发明内容

然而，在专利文献1中披露的压力调节阀中，由于阀的结构，燃料气体的供应压力是固定的，从而难以基于运行状态快速地改变燃料气体的供应压力(即，响应性低)，并且不能执行用于在多个阶段中改变目标压力的这种精确压力调节。

而且，在该燃料电池系统中，即使在运行状态下，整个系统的噪音水平显著较低，从而当在每一个运行器件中产生运行声音时，根据情况，声音可能是刺耳的噪音。因此，存在对如下系统的需求，在该系统中能够基于燃料电池的运行状态适当地改变燃料气体的供应压力，并且在该系统中能够抑制噪音的感知。

已经鉴于这种状态研制本发明，并且本发明的目的在于提供：一种高响应的燃料电池系统，其中能够基于燃料电池的运行状态适当地改变燃料气体的供应压力，并且其中操作员不容易担心运行声音；以及一种用于运行该系统的方法。

为了实现以上目的，根据本发明的燃料电池系统是如下燃料电池系统，它包括：燃料电池，所述燃料电池接收气体的供应以发电；喷射器，所述喷射器设于所述燃料电池的气体供应通道中，并且所述喷射器调节所述气体供应通道的上游侧上的气体的状态以将气体供应到下游侧；和控制装置，所述控制装置用于驱动并控制所述喷射器，所述控制装置被构成为根据包括所述燃料电池系统的相关器件的驱动状态控制所述喷射器的运行。

根据这种构造，能够基于燃料电池的运行状态(由燃料电池产生的电量(功率、电流和电压)、燃料电池的温度、燃料电池系统的异常状态、燃料电池主体的异常状态等)设定运行状态(喷射器的阀体的打开比率(气体通过面积)和喷射器的阀体的打开时间(气体喷射时间)等)。因此，能够基于燃料电池的运行状态适当地改变燃料气体的气体状态(供应压力)，从而能够提高响应性。

应该指出“气体状态”是气体的状态(流量、压力、温度、分子浓度等)，并且特别地包括气体流量和气体压力中的至少一种。

而且，该控制装置基于包括燃料电池系统的相关器件的驱动状态控制喷射器的运行，从而喷射器能够例如在喷射器的运行声音不易于变得刺耳的状态下运行，并且能够防止喷射器的运行声音变得刺耳。

包括燃料电池系统的相关器件对应于例如包括燃料电池系统的周围电子器件。在该情形中，该电子器件的实例包括泵、马达和风扇。当燃料电池系统被安装在移动体上时，电子器件可被视为牵引马达、逆变器、转换器等。

喷射器的运行控制为例如允许或者限制(禁止)喷射器的运行、改变喷射器的驱动周期等。例如，由于相关器件(例如，泵)的脉动引起的噪音频率与喷射器的驱动频率匹配，喷射器在来自相关器件的辐射声音的峰值下运行，或者在来自相关器件的辐射声音具有预定值或更小的情形中限制(禁止)喷射器的运行。

在该燃料电池系统中，所述控制装置根据随着所述相关器件的驱动而产生的辐射声音控制所述喷射器的运行。

当采用这种构造时，例如，喷射器的运行声音被叠加在来自相关器件的辐射声音上，由此喷射器的运行声音能够被来自相关器件的辐射声音隐藏或者遮掩，并且能够防止喷射器的运行声音变得刺耳。

作为相关器件，例如，可以应用向燃料电池供应流体的泵。作为该泵，可以应用空气压缩机，所述空气压缩机将压力下的氧化气体馈送到所述燃料电池。

而且，当燃料电池系统被安装在移动体上时，作为相关器件的驱动状态，可以应用用于冷却所述燃料电池或马达的风扇、或用于从乘客室中的空调器吹送空气的吹风机的运行状态。

当采用这种构造时，例如，喷射器的运行声音被叠加在来自风扇等的辐射声音上，由此喷射器的运行声音可被来自风扇等的辐射声音隐藏或者遮掩，并且能够防止喷射器的运行声音变得刺耳。

而且，当燃料电池系统被安装在移动体上时，作为相关器件的驱动状态，可以应用移动体的移动状态，例如移动速度或者加速状态。