[发明专利]燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及一种燃料电池系统。

发明背景

传统的燃料电池系统通常包括燃料电池以及二次电池。传统的燃料电池系统还具有怠速停止功能，其中，在规定条件下燃料电池停止产生电力，并且仅从二次电池向负载提供电力。如在日本特开2005-26054中所示，当燃料电池在进行了怠速停止功能之后再次开始产生电力时，判断是否存在燃料电池性能的任何劣化(例如，电力产生的响应延迟或电池电压下降)。尽管属于规定条件，但是如果判断为存在性能劣化，则传统的燃料电池系统不进行怠速停止功能(即，使燃料电池停止产生电力)，并且维持燃料电池的电力产生。

发明内容

在此教导的燃料电池系统的一个例子包括燃料电池，其具有燃料电极和氧化剂电极，向所述燃料电极供应燃料气体，并向所述氧化剂电极供应氧化剂气体，所述燃料电池用于通过所供应的所述燃料气体和所述氧化剂气体之间的反应来产生电力。气体排出单元是燃料电池系统的用于排出来自所述燃料电池的所述燃料电极的排出气体的一部分，并且存在用于接收来自所述燃料电池的电力的外部负载。燃料电池系统还包括控制单元，所述控制单元用于：如果在停止供应所述燃料气体和所述氧化剂气体之后，需要从所述燃料电池向所述外部负载供应所述驱动电力，则重新开始供应所述燃料气体和所述氧化剂气 体；以及在重新开始供应所述燃料气体和所述氧化剂气体之后的预定时间内，即使不再需要从所述燃料电池向所述外部负载供应所述驱动电力，也继续供应所述燃料气体和所述氧化剂气体，并通过所述气体排出单元排出所述排出气体。

在此教导的包括燃料电池和二次电池的燃料电池系统的实施例的另一个例子包括：用于如果不需要从所述燃料电池向外部负载供应驱动电力，则停止向所述燃料电池供应燃料气体和氧化剂气体的部件；用于如果在停止供应所述燃料气体和所述氧化剂气体之后，需要从所述燃料电池向所述外部负载供应所述驱动电力，则重新开始供应所述燃料气体和所述氧化剂气体的部件；以及用于在重新开始供应所述燃料气体和所述氧化剂气体之后的预定时间内，即使不再需要从所述燃料电池向所述外部负载供应所述驱动电力，也继续向所述燃料电池供应所述燃料气体和所述氧化剂气体，并从所述燃料电池排出排出气体的部件。

在此还教导一种控制燃料电池系统的方法，所述燃料电池系统包括燃料电池和二次电池。一种这样的方法包括：如果不需要从所述燃料电池向外部负载供应驱动电力，则停止向所述燃料电池供应燃料气体和氧化剂气体；如果在停止供应所述燃料气体和所述氧化剂气体之后，需要从所述燃料电池向所述外部负载供应所述驱动电力，则重新开始供应所述燃料气体和所述氧化剂气体；以及在重新开始供应所述燃料气体和所述氧化剂气体之后的预定时间内，即使不再需要从所述燃料电池向所述外部负载供应所述驱动电力，也继续向所述燃料电池供应所述燃料气体和所述氧化剂气体，并从所述燃料电池排出排出气体。

附图说明

这里，参考附图进行说明，其中，在全部几个图中，相同的附图标记表示类似的部分，并且其中：

图1示出根据本发明第一实施例构建的燃料电池系统；

图2示出表示图1中所示的燃料电池系统的操作的时间图，其中：(a)示出燃料电池系统的状态；(b)示出净化阀的开度；(c)示出燃料电极侧的氮的量；并且(d)示出经过气体循环系统循环的氢气的循环速率；

图3中的(a)和(b)示出通过图1中示出的系统控制装置来计算怠速停止禁止时间的操作，其中，图3(a)示出计算怠速停止禁止时间的初始值的操作；并且图3(b)示出校正怠速停止禁止时间的操作；

图4是示出图1中所示的燃料电池系统的操作的流程图；以及

图5是示出根据本发明第二实施例构建的燃料电池系统的操作的时间图，其中：(a)示出燃料电池系统的状态；(b)示出净化阀的开度；(c)示出燃料电极侧的氮的量；并且(d)示出经过气体循环系统循环的氢气的循环速率。

具体实施方式

前面所述的传统燃料电池系统具有如下问题：在怠速停止状态期间，杂质(例如，氮浓度)趋向于从氧化剂电极侧泄漏并且在燃料电极侧累积。根据预定时间间隔或者每当电力产生的累积值达到预定值时，排出杂质。因此，当传统燃料电池系统从怠速停止状态重新开始正常操作时，可能存在性能的劣化。

相反，本发明的实施例提供了一种当系统从怠速停止状态重新开始正常操作时能够防止性能劣化的燃料电池系统。根据 一个实施例，提供了这样一种燃料电池系统，在该燃料电池系统中，在从怠速停止状态重新开始燃料气体和氧化剂气体的供应之后的预定时间内，进行阳极气体的排出，并且禁止燃料气体和氧化剂气体的停止。