[发明专利]燃料电池系统和安装有燃料电池系统的车辆

说明书

技术领域

本发明涉及包括燃料电池的燃料系统，更具体地涉及起动时的燃料电池控制。

背景技术

当在诸如冷气候区域的室外的低温环境下持续长时间处于停止状态时，燃料电池系统可能遇到系统内的水分冻结的情况。因此，通常设计了各种方法来防止燃料电池系统的冻结。

JP2005-267961A公开了一种关于燃料电池系统的技术，用于根据电动车辆所需的电能、二次电池的充电状态等等，通过在发电状态与停止状态之间转换来执行所谓的间歇操作。在该系统中，当燃料电池可能冻结时，禁止间歇操作，从而提高燃料电池的输出功率，以防止冻结。

JP2004-153947A公开了一种关于配备有燃料电池系统和发动机的混合动力汽车的技术。根据该技术，当外部气温低于预定基准温度时，禁止燃料电池的发电，并通过发动机获得所需的电能。

JP2005-251576A公开了一种在燃料电池系统中，用于在系统停止的同时燃料电池可能冻结时进行扫气处理以去除燃料电池内的水分的技术。

在这点上，当安装了燃料电池系统的车辆在低温环境下使用燃料电池系统产生的电能行驶时，车辆行驶产生的相对气流可能引起形成燃料电池系统的组件冻结。

发明内容

如上所述，已经常规地提出了防止燃料电池系统冻结的各种方法。

但是，相关领域的燃料电池系统没有考虑当车辆使用从燃料电池系统供给的电能行驶时，形成安装在车辆内的燃料电池系统的组件将由于相对气流而冻结的可能性。

本发明有利地防止了当车辆使用从燃料电池系统供给的电能行驶时，形成安装在车辆上的诸如燃料电池的燃料电池系统的预定部分被相对气流冻结。

根据本发明的一方面，提供了一种安装在车辆上的燃料电池系统，包括使用燃料气体和氧化气体作为燃料产生电能的燃料电池，所述燃料电池系统包括：冻结防止处理装置，其执行冻结防止处理；以及控制装置，当所述车辆的速度为预定阈值速度或者更高，并且基于有关燃料电池发电状态的物理量而判定的预定条件满足时，即使所述燃料电池正在产生电能，所述控制装置也判定有必要进行所述冻结防止处理，并控制所述冻结防止处理装置执行所述冻结防止处理。

根据本发明的一方面，所述预定条件为基于外部气温和所述燃料电池的输出功率而判定的条件。

根据本发明的另一方面，所述预定条件为基于外部气温和所述燃料电池的温度而判定的条件。

根据本发明的另一方面，所述预定条件为基于外部气温和用于冷却所述燃料电池的冷却剂的温度而判定的条件。

根据本发明的另一方面，所述预定条件为基于所述燃料电池的输出功率和在由所述燃料电池产生电能时消耗的燃料气体量或氧化气体量而判定的条件。

根据本发明的另一方面，所述预定条件为基于所述燃料气体通过的管路内的氮的浓度而判定的条件。

根据本发明的另一方面，所述冻结防止处理装置增加所述燃料气体或所述氧化气体通过的管路内的通道阻力，以执行所述冻结防止处理。

根据本发明的另一方面，所述冻结防止处理装置增加设置在管路内的泵的转速，用于执行所述燃料气体或所述氧化气体的通道控制以增加所述冻结防止处理。

根据本发明的另一方面，所述冻结防止处理装置调节设置在泵出口附近的管路内的阀的关闭/打开量，从而增加所述管路内的通道阻力，其中所述阀执行所述燃料气体或所述氧化气体的通道控制，以控制从所述泵排出的燃料气体或氧化气体的量。

根据本发明的另一方面，所述冻结防止处理装置限制供给到所述燃料电池的燃料气体或氧化气体的量，以执行所述冻结防止处理。

根据本发明的另一方面，所述冻结防止处理装置增加由所述燃料电池产生的电能，以执行所述冻结防止处理。

根据本发明的另一方面，当所述冻结防止处理装置正在执行所述冻结防止处理时，所述控制装置输出表示所述冻结防止处理装置正在执行所述冻结防止处理的信息。

根据本发明的另一方面，在所述冻结防止处理装置正在执行所述冻结防止处理的同时，所述控制装置接收到系统停止请求后输出预定的警告。

根据本发明的再一方面，车辆包括如权利要求1所述的燃料电池系统和使用由所述燃料电池系统提供的电能来执行驱动的驱动源。

根据本发明，当安装有燃料电池系统的车辆使用从燃料电池系统供给的电能行驶时，能够抑制形成燃料电池系统的诸如燃料电池的预定部分被相对气流冻结。

附图说明

下面结合附图描述本发明的这些及其它目的，其中：

图1为示出根据本发明实施例的燃料电池系统结构的示意图；