[发明专利]燃料电池系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池系统及其控制方法，特别涉及向燃料电池直接供给燃料水溶液的燃料电池系统及其控制方法。

背景技术

在专利文献1中，公开有向燃料电池直接供给燃料水溶液的燃料电池系统。通常，在这样的燃料电池系统中，在开始向燃料电池供给燃料水溶液以及包括氧的气体(空气)的同时，开始电力的输出。也就是说，在燃料电池开始发电的同时，燃料电池开始电力的输出。

一般来说，已知在这样的燃料电池系统中，燃料水溶液会向燃料电池的阴极侧渗透(cross over)、燃料水溶液会发生气化。

专利文献1：日本特开2005-150106号公报

在上述那样的燃料电池系统中，因为燃料水溶液的渗透、气化的程度因位置而不同，所以在发电停止时燃料水溶液的浓度变得不均一(偏差)。因此，导致在下一次发电开始时，燃料电池的输出变得不稳定。

在小型的燃料电池系统中，在系统内循环的燃料水溶液的量较少，即便发生浓度偏差，由于扩散浓度偏差也会变小，这样就不会引发大的问题。但是，在使用比较大型的燃料电池系统时，在系统内循环的燃料水溶液的量也就变得更多。如果燃料水溶液的量多，则在上述那样发生浓度偏差时，很难使浓度偏差变小。在发生浓度偏差的状态下进行发电，会加速电解质膜的老化，而缩短燃料电池的寿命。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于，提供一种能够使燃料电池的输出稳定的燃料电池系统及其控制方法。

根据本发明的一个方面，提供一种燃料电池系统，它包括：燃料电池，对燃料电池循环供给燃料水溶液的循环装置，用于从燃料电池输出电力的输出装置，以及以在循环装置开始循环供给后开始从燃料电池输出电力的方式对输出装置进行控制的第一控制装置。

根据本发明的另一个方面，提供一种燃料电池系统的控制方法，具备：开始对燃料电池循环供给燃料水溶液的第一工序，以及在所述第一工序后开始从所述燃料电池输出电力的第二工序。

在本发明中，由于在开始燃料水溶液的循环供给之后开始从燃料电池输出电力，因此能够在开始输出电力之前，对燃料水溶液进行搅拌，从而降低燃料水溶液的浓度的偏差。由于在这样使燃料水溶液的浓度偏差降低之后开始输出电力，因此能够使燃料电池的输出稳定。另外，因为能够在对浓度偏差进行抑制的状态下进行发电，所以能够抑制电解质膜的老化并能够延长燃料电池的寿命。

优选，还包括对从循环装置开始循环供给算起的时间进行计时的第一计时装置，第一控制装置基于第一计时装置的计时结果对输出装置进行控制。此时，根据从开始循环供给开始的时间，对通过输出装置开始输出电力的时刻进行控制。因为循环供给燃料水溶液的时间、也就是搅拌燃料水溶液的时间越长，燃料水溶液的浓度就越趋于均一，所以能够根据从开始循环供给算起的时间，简单地对开始输出电力的时刻进行控制。

另外，优选，还包括设定装置，其根据与循环供给前的燃料水溶液的浓度偏差相关的信息，对从循环装置开始循环供给到通过输出装置开始输出电力为止的待机时间进行设定；第一控制装置，以在第一计时装置的计时结果经过了待机时间后开始从燃料电池输出电力的方式对输出装置进行控制。此时，根据与循环供给开始前的燃料水溶液的浓度偏差相关的信息，对从开始循环供给到开始输出电力为止的待机时间进行设定。然后，只要从开始循环供给起的时间经过了设定的待机时间，就会开始从燃料电池输出电力。因此，能够在与燃料水溶液的浓度偏差相应的时刻开始从燃料电池输出电力。

更加优选，还包括：对燃料电池的发电开始进行指示的指示装置，以及对从上一次的发电停止到由指示装置所发出的这次的发电开始指示为止的时间进行计时的第二计时装置；设定装置，将第二计时装置的计时结果作为与浓度偏差相关的信息，根据该计时结果对待机时间进行设定。因为循环装置的位置所导致的燃料水溶液的浓度之差(偏差)对应于停止发电的时间而不同，所以为了使燃料水溶液的浓度变得大体均一，使循环供给燃料水溶液的时间也根据停止发电的时间而不同。因此，由于根据从上一次的发电停止到这次的发电开始指示为止的时间对待机时间进行设定，因此能够在与燃料水溶液的浓度偏差相应的时刻开始从燃料电池输出电力。